Onko eduskuntatalo Mannerheimintien vasemmalla vai oikealla puolella? Riippuu havaitsijasta, aivan kuten aika ja avaruuskin. Kuva: Joaquim Alves Gaspar.

Viisi väärinkäsitystä oikaisuineen.

Edellinen kirjoitukseni pyrki oikomaan perättömiä juoruja kosmoksesta. Nyt tavoitteena on puhdistaa suhteellisuusteorian mainetta.

Väärinkäsitys 1: Suhteellisuusteoriaa ei voi ymmärtää.

Suhteellisuusteorian fysiikka on yhteen virkkeeseen kiteytettynä tässä: kaikki oleva vetää puoleensa painovoimalla, joka välittyy havaitsijasta riippumattomalla rajallisella nopeudella. Tarkan painovoimalain kertoo Einsteinin yhtälö.

Einsteinin sata vuotta sitten esittämä suhteellisuusteoria korvaa Newtonin vuonna 1687 esittämän teorian, joka olettaa painovoiman välittyvän äärettömän nopeasti.

Liikkeestä riippumaton voiman äärellinen välittymisnopeus kuulostaa vähäpätöiseltä lisäykseltä. Sillä on kuitenkin mullistavat seuraukset ajan, avaruuden ja liikkeen luonteelle. Kuten se, että aika ja avaruus ovat suhteellisia eli riippuvat suuntien oikea, vasen, ylös ja alas tavoin havaitsijasta.

Suhteellisuusteorian ennusteiden uskominen saattaa tuntua teorian ymmärtämistäkin suuremmalta haasteelta. Asia ei kuitenkaan jää uskon varaan, kun perehtyy tietoon: lukemattomat havainnot ja sovellukset ovat vahvistaneet suhteellisuusteorian ennusteet kiistatta oikeiksi. 

Kaiken lisäksi suhteellisuusteoria on taaksepäin täysin yhteensopiva kuin pelurin unelmakone: se on oikeassa myös aina silloin, kun Newtonin teoriakin antaa riittävän tarkan likiarvon.

Väärinkäsitys 2: Suhteellisuusteoriaa osaa vain nerot.

Suhteellisuusteorian keksiminen vaati neroutta, osaaminen ei vaadi. Kuten vieraan kielen tai minkä hyvänsä taidon, suhteellisuusteoriankin voi oppia vain periksiantamattomalla harjoittelulla. Älyäkin tarvitaan, mutta keskitaso riittää jos järki toimii eikä tahto taivu.

Suhteellisuusteorian maine käsittämättömien selitysten kokoelmana syntynee osaltaan aika-avaruuden kaarevan geometrian korostamisesta julkisuudessa. Kaareva neliulotteinen geometria on toki ammattilaiselle välttämätön matemaattinen työkalu, mutta onko se toimivin väline tehdä painovoiman hienouksia laajemmin ymmärrettäväksi?

Kaarevan geometrian nostaminen suhteellisuusteorian keulakuvaksi tuntuu hieman kuin esittelisi taidetta teosten sijaan maalien, pensselien ja talttojen avulla.

Jos haluat ajatella, että painovoima ei ole voima vaan aika-avaruuden kaarevuutta, voit kutsua sitä gravitaatioksi. Samalla kannattaa kuitenkin huomata, ettei ylipäätään koko voiman käsite ole fysiikassa välttämätön.

Väärinkäsitys 3: Suhteellisuusteorian mukaan kaikki on suhteellista.

Päinvastoin kuin nimestä voisi päätellä suhteellisuusteoriassa keskeisintä on se, mikä ei ole suhteellista vaan absoluuttista eli kaikille havaitsijoille samaa. Tähän lukeutuvat esimerkiksi valon nopeus ja fysiikan lakien yleinen muoto.

Suhteellisuusteorian yleinen periaate on, että ennustettavat havainnot eivät saa riippua koordinaatistosta jossa ne lasketaan. Saman sanoo tietysti jo järkikin: luonnonlait eivät piittaa ihmisen puuhastelusta.

Väärinkäsitys 4: Valonnopeus on suurin mahdollinen nopeus.

Kysymys: kuinka suurella nopeudella vastakkaisista suunnista saapuvat valonsäteet lähestyvät toisiaan?

Vastaus: 599584916 m/s eli kaksi kertaa valon nopeudella, yksinkertaisen yhteenlaskun mukaisesti. Tulos on vieläpä absoluuttinen eli pätee kaikille havaitsijoille.

Usein virheellisesti väitetään, että vastaus olisi valon nopeus eli tasan puolet oikeasta. Sekaannus aiheutuu siitä, että kaksi (lähes) valon nopeudella toisiaan lähestyvää oliota itse havaitsevat keskinäisen välimatkansa kutistuvan vain (lähes) valon nopeudella. Valon kyytiin ei kuitenkaan kukaan voi hypätä, ja sivulliselle muiden keskinäiset nopeudet ynnäytyvät arkijärjen mukaisesti.

Itse ei siis voi kulkea valoa nopeammin. Tämä kattonopeus seuraa muutamalla laskutoimituksella siitä järkevyysvaatimuksesta, että syyn täytyy olla havaitsijasta riippumatta aina ennen seurausta. Tytär ei voi syntyä ennen äitiään.

Väärinkäsitys 5: Avaruusmatka kestää vähintään yhtä monta vuotta kuin Maasta valovuosissa mitattu etäisyys kohteeseen.

Ehdottomasta nopeusrajoituksesta 299792458 m/s voisi helposti luulla, että ihminen ei voi sadan elinvuotensa aikana matkustaa sataa valovuotta kauemmaksi. Johtopäätös on kuitenkin väärä – osaatko päätellä miksi, ennen kuin jatkat lukemista?

Vaikka valon nopeutta kovempaa ei voi matkustaa, raketissa matkaavan turistin havaintomaailmassa etäisyys kohteeseen kutistuu rajatta sitä pienemmäksi mitä lähemmäs valon nopeutta raketti kiihtyy.

Etäisyyden kutistumisen ansiosta miljoonien valovuosien päässä olevaan galaksiinkin voi periaatteessa matkustaa vanhenematta matkalla sekuntiakaan. Maan kamaralta havaitaan puolestaan matkaajan ajan hidastuvan. Tämä on juuri esimerkki ajan ja avaruuden suhteellisuudesta.

Jos ajan ja avaruuden suhteellisuus hämmentää, kannattaa palauttaa mieleen arkihavainnoista tuttu suunnan suhteellisuus: eduskuntatalo on keskustaan saapuvien mielestä Mannerheimintien oikealla puolella, keskustasta poistuvien mielestä vasemmalla.

Ajan ja avaruuden suhteellisuudessa on kyse samasta, mutta niiden suhteellisuus tulee merkittäväksi vasta hyvin suurilla nopeuksilla. Paljon suuremmilla kuin mihin savannilla eläneiden esivanhempiemme aivot sopeutuivat ja lapsuuden leikeissä totuimme. Siksi ne tuntuvat arkiajattelulle vierailta.

Kommentit (73)

käyttäjä-4865
Liittynyt13.8.2014
Viestejä2

Kiitos mielenkiintoisista kirjoituksista.

Hiukan pohdiskelen tässä nyt ääneen. Tuossa tarkastelit valonnopeudella kulkevan näkökulmaa ja nopeutta mm. toisen vastakkaiseen suuntaan valonnopeudella tulevan kohtaamista. Esittämässäsi esimerkissä on kyseessä (meidän) kellollamme tapahtuva valonnopeudella etenevän näkökulman tarkastelu (kuten etäisyyden ilmaisuna  valovuosina on juuri tätä). Mutta valonnopeudella etenevän kello ns. seisoo eli sen kellolla niiden kohtaaminen on välimatkaton, koska avaruus on täysin kaareutunut valonnopeudella eikä siinä ole silloin välimatkaa sen kellolla, joten valonnopeudella etenevän näkökulmasta sen oman kellon mukaan se lähtee ja on perillä samanaikaisesti. 

Kysymys: Onkohan se niin, kuten tuossa pohdiskelin?

Nimimerkillä Amatööriharrastelija

 

Teppo Mattsson
Liittynyt13.1.2014
Viestejä132
Esa Kannisto

Kiitos mielenkiintoisista kirjoituksista.

Hiukan pohdiskelen tässä nyt ääneen. Tuossa tarkastelit valonnopeudella kulkevan näkökulmaa ja nopeutta mm. toisen vastakkaiseen suuntaan valonnopeudella tulevan kohtaamista. Esittämässäsi esimerkissä on kyseessä (meidän) kellollamme tapahtuva valonnopeudella etenevän näkökulman tarkastelu (kuten etäisyyden ilmaisuna  valovuosina on juuri tätä). Mutta valonnopeudella etenevän kello ns. seisoo eli sen kellolla niiden kohtaaminen on välimatkaton, koska avaruus on täysin kaareutunut valonnopeudella eikä siinä ole silloin välimatkaa sen kellolla, joten valonnopeudella etenevän näkökulmasta sen oman kellon mukaan se lähtee ja on perillä samanaikaisesti. 

Kysymys: Onkohan se niin, kuten tuossa pohdiskelin?

Nimimerkillä Amatööriharrastelija

Huomaathan, että kukaan ei voi saavuttaa valon nopeutta? Se vaatisi äärettömästi energiaa.

Nature
Liittynyt15.1.2014
Viestejä4546

Valo etenee maasta kuuhun maasta mitattuna noin yhdessä sekunnissa, valon säteen mukana mitattuna nollassa sekunnissa. Tuona aikana kuu on siirtynyt rataansa pitkin yhtä pitkän matkan (taitaa olla noin 1 km) sekä maasta mitattuna, että valonsäteeseen liitetyn koordinaatiston mukaan mitattuna. Maasta tarkkaillen kuun ratanopeus on siis äärellinen (1 km/s), kun se valon nopeudesta mitattuna on siis ääretön.

Hups - keikkaa, kuu ylitti valon nopeuden. Saman ylivalonnopeus havainnon voi siis tehdä myös hieman alle valon nopeudella kulkevasta aluksesta (kun aikaa kyseisen koordinaatiston mukaan kuluisi alle [1 / 300 000] s). Muutoin matkojen tulisi kutistua (liikkujan mielestä) myös muissa suunnissa kuin liikkeen suunnassa. Ristiriitako?

käyttäjä-4865
Liittynyt13.8.2014
Viestejä2
Teppo Mattsson
Esa Kannisto

Kiitos mielenkiintoisista kirjoituksista.

Hiukan pohdiskelen tässä nyt ääneen. Tuossa tarkastelit valonnopeudella kulkevan näkökulmaa ja nopeutta mm. toisen vastakkaiseen suuntaan valonnopeudella tulevan kohtaamista. Esittämässäsi esimerkissä on kyseessä (meidän) kellollamme tapahtuva valonnopeudella etenevän näkökulman tarkastelu (kuten etäisyyden ilmaisuna  valovuosina on juuri tätä). Mutta valonnopeudella etenevän kello ns. seisoo eli sen kellolla niiden kohtaaminen on välimatkaton, koska avaruus on täysin kaareutunut valonnopeudella eikä siinä ole silloin välimatkaa sen kellolla, joten valonnopeudella etenevän näkökulmasta sen oman kellon mukaan se lähtee ja on perillä samanaikaisesti. 

Kysymys: Onkohan se niin, kuten tuossa pohdiskelin?

Nimimerkillä Amatööriharrastelija

Huomaathan, että kukaan ei voi saavuttaa valon nopeutta? Se vaatisi äärettömästi energiaa.

Okei. Tarkoitin tuossa omassa sepustuksessani valokvanttia ja sen kelloa. Sehän tietenkin etenee valonnopeudella. Fotonin kello ns. seisoo.

 

Eusa
Liittynyt16.2.2011
Viestejä9929

Hieman tuosta ajatuksesta "itse ei voi kulkea valoa nopeammin".

Tokihan se onnistuu, jos valo joutuu tekemään pidemmän matkan kuin hidas kappale. Tällainen tilanne syntyy esimerkiksi, kun valon liikemäärä pakottaa se kulkemaan väliaineessa, jossa se vuorovaikuttaa sähkömagneettisesti kuitenkaan absorboitumatta sopivien viritystilojen puuttuessa. Hidas kappale voi kiihdyttää sivuun ja ohittaa hankalan väliaineen ja ehtiä maaliin ennen valoa.

Vastaava tilanne syntyy, kun valo kulkee läpi voimakkaiden gravitaatiokenttien. Nousee kysymys siitä millainen mahtaa olla tyhjö tyhjimmillään? Kaikkeuden rakenteessahan on havaittu aineen rihmottuvan verkoksi ja väliin jää laajoja tyhjiä alueita. Miten paljon nopeammin valo taittaa matkaa kuplan läpi kuin pitkin tyhjöä, mutta ainerihma-alueen kautta? Onko tehty mittauksia? Oletetaan siis laakea optinen koordinaatisto ulkopuolisen havainnoimana. Mittausasetelma saattaa olla hankala järjestettävä, punasiirtymään kun ei ole luottamista. Pimeän energian ongelman ratkaisemisessa voisi paremmalla rakenteen tuntemuksella olla kuitenkin paljon käyttöä; jos kupla osoittautuu lävistävän valon mittakaavassa oleellisesti pienemmäksi, kuin ainerihmojen mittakaavassa, kokonaislaajeneminen saattaakin osoittautua tasaiseksi ellei jopa hidastuvaksi.

Toinen ajatus koski Naturen käsittelemää itseisaikaa / itseisnopeutta. Nostit blogissa nopeuden 2c ikään kuin "varsinaiseksi kattonopeudeksi". Se on kuitenkin vain yhden tilanteen, vastakkaissuuntiin kulkevan valonsäteen kohtaamisnopeus väliin jäävän koordinaatistossa. Itseisnopeushan voi olla mitä vain nollan ja äärettömän väliltä. Silloin verrataan kappaleen jonkin aikaisemman liiketilan koordinaatistoon omaa sen hetkistä itseisaikaa tuosta aikaisemmasta liiketilahetkestä ja tuossa aikaisemmassa koordinaatistossa kuljettua matkaa.

Kosmologiassa ajatellaan yleisesti, että kaksi paikkaa voi kosmologisessa koordinaatistossa etääntyä toisistaan ylivalonnopeudella, jopa yli nopeuden 2c?... Tuolloin ajatellaan, että horisontti rajaa havaitsijalle "havaittavan kaikkeuden". Tuollainen ajattelu on mielestäni oireellista, koska kuitenkin niin kauan kuin kaikki kohteet eivät karkaa toisiltaan rajanopeudella c, valo jossain äärellisessä ajassa voi kulkea minkä tahansa etäisyyden (ellei kaikkeus olisi avaruusmitoiltaan ääretön [ja kardinaliteetiltään selvästi hiukkasmäärän äärettömyyttä mahtavampi], mikä tuntuu kohtuuttomalta [avaruusaika voisi olla ääretön, mutta ehkei sekään sentään ylinumeroituvasti?]). Koko vuorovaikutusnopeuden kausaliteettia säilyttävä yläraja asettuu kyseenalaiseksi, jos aitoja horisontteja olisi - kyllä ne kaikissa tapauksissa taitavat olla näennäisiä matemaattisia tulkintoja.

Eikö tuntuisi luonnolliselta lähtökohdalta, että mielivaltaisen suurella itseisnopeudella pitäisi onnistua vuorovaikuttamaan kaikkeuden kaikkien protonien kanssa? 

Summa summarum: Äärettömyyksien hallinta on osoittautunut fysiikassa antoisaksi. Käsitykseni on, että myös yleisen suhteellisuusteorian jatkokehittelyssä se poikii todelliset hedelmät. Jos vaikka matematiikkaan muuttuja-avaruudessa uhkaakin tulla äärettömyyksiä, havaintoavaruudesta suoria vihjeitä sellaisista ei ole, mieluummin päinvastoin.

Hienorakennevakio suoraan vapausasteista: 1 / (1^0+2^1+3^2+5^3+1^0/2^1*3^2/5^3) = 1 / 137,036

Trash
Liittynyt25.2.2010
Viestejä1221
Nature

Valo etenee maasta kuuhun maasta mitattuna noin yhdessä sekunnissa, valon säteen mukana mitattuna nollassa sekunnissa. Tuona aikana kuu on siirtynyt rataansa pitkin yhtä pitkän matkan (taitaa olla noin 1 km) sekä maasta mitattuna, että valonsäteeseen liitetyn koordinaatiston mukaan mitattuna. Maasta tarkkaillen kuun ratanopeus on siis äärellinen (1 km/s), kun se valon nopeudesta mitattuna on siis ääretön.

Hups - keikkaa, kuu ylitti valon nopeuden. Saman ylivalonnopeus havainnon voi siis tehdä myös hieman alle valon nopeudella kulkevasta aluksesta (kun aikaa kyseisen koordinaatiston mukaan kuluisi alle [1 / 300 000] s). Muutoin matkojen tulisi kutistua (liikkujan mielestä) myös muissa suunnissa kuin liikkeen suunnassa. Ristiriitako?

Tässä tulee esille se että ei ole olemassa eri pisteille (maa ja kuu) yhteistä "nyt" hetkeä. Havaitsijan kokema kahden pisteen yhtäaikaisuus riippuu sen omasta koordinaatistosta.

jussipussi
Liittynyt6.12.2009
Viestejä24887
Esa Kannisto
Teppo Mattsson
Esa Kannisto

Kiitos mielenkiintoisista kirjoituksista.

Hiukan pohdiskelen tässä nyt ääneen. Tuossa tarkastelit valonnopeudella kulkevan näkökulmaa ja nopeutta mm. toisen vastakkaiseen suuntaan valonnopeudella tulevan kohtaamista. Esittämässäsi esimerkissä on kyseessä (meidän) kellollamme tapahtuva valonnopeudella etenevän näkökulman tarkastelu (kuten etäisyyden ilmaisuna  valovuosina on juuri tätä). Mutta valonnopeudella etenevän kello ns. seisoo eli sen kellolla niiden kohtaaminen on välimatkaton, koska avaruus on täysin kaareutunut valonnopeudella eikä siinä ole silloin välimatkaa sen kellolla, joten valonnopeudella etenevän näkökulmasta sen oman kellon mukaan se lähtee ja on perillä samanaikaisesti. 

Kysymys: Onkohan se niin, kuten tuossa pohdiskelin?

Nimimerkillä Amatööriharrastelija

Huomaathan, että kukaan ei voi saavuttaa valon nopeutta? Se vaatisi äärettömästi energiaa.

Okei. Tarkoitin tuossa omassa sepustuksessani valokvanttia ja sen kelloa. Sehän tietenkin etenee valonnopeudella. Fotonin kello ns. seisoo.

 

https://www.avaruus.fi/uutiset/kosmologia-ja-teoreettinen-fysiikka/valo-ei-koe-aikaa.html

Nature
Liittynyt15.1.2014
Viestejä4546
Trash
Nature

Valo etenee maasta kuuhun maasta mitattuna noin yhdessä sekunnissa, valon säteen mukana mitattuna nollassa sekunnissa. Tuona aikana kuu on siirtynyt rataansa pitkin yhtä pitkän matkan (taitaa olla noin 1 km) sekä maasta mitattuna, että valonsäteeseen liitetyn koordinaatiston mukaan mitattuna. Maasta tarkkaillen kuun ratanopeus on siis äärellinen (1 km/s), kun se valon nopeudesta mitattuna on siis ääretön.

Hups - keikkaa, kuu ylitti valon nopeuden. Saman ylivalonnopeus havainnon voi siis tehdä myös hieman alle valon nopeudella kulkevasta aluksesta (kun aikaa kyseisen koordinaatiston mukaan kuluisi alle [1 / 300 000] s). Muutoin matkojen tulisi kutistua (liikkujan mielestä) myös muissa suunnissa kuin liikkeen suunnassa. Ristiriitako?

Tässä tulee esille se että ei ole olemassa eri pisteille (maa ja kuu) yhteistä "nyt" hetkeä. Havaitsijan kokema kahden pisteen yhtäaikaisuus riippuu sen omasta koordinaatistosta.

En ihan ymmärrä mitä tuolla tarkoitat. Kysehän on kulkijaan nähden poikittaissuuntaisen liikkeen etenemästä (kuun siirtymä kiertoradallaan) liikujan kokemana aikana. Käsittääkseni levossa oleva ja kohtisuoraan kuun rataa vastaan liikkuva mittaavat tuon siirtymän samaksi (koska vain kulkusuunnassa mitat muuttuvat - lyhenevät / venyvät).

Nyt jos tämä kulkija mittaa ajan hidastumisestaan johtuen lyhyemmän ajan, poikittaisliikken matkan pysyessä samana, niin tuo kulkusuuntaa vastaan kohtisuora siirtymänopeus pitäisi siis näyttää ylittävän valonnopeuden.

Joku tuossa suhteuttamisessa mättää. Tietysti tuota poikittaista ylivalonnopeutta voi pitää vain näennäisnopeutena, mutta mikä nyt sitten on reaalista ja mikä ei.

Millä tavoin kulkusuuntainen matka on reaalisisempi kuin muun suuntainen matka ja kenen koordinaatiston mukaan minkäkin suuntainen matka on se reaalinen? Nähtävästi ajan ja matkan suhteutus pitäisi tehdä kullekin suunnalle erikseen.

Tietysti voi myös kysyä onko liikkujan kokema aika todellisuudessa kuitenkaan se, joka se maassa olijan mielestä (valokelloperiaatteella) näyttäisi olevan?

Veli H.
Liittynyt12.9.2012
Viestejä1574
Nature

...

n, poikittaisliikken matkan pysyessä samana, niin tuo kulkusuuntaa vastaan kohtisuora siirtymänopeus pitäisi siis näyttää ylittävän valonnopeuden.

...

Suhteellisuusteoriat ja kohtisuoruus?

Nature
Liittynyt15.1.2014
Viestejä4546
Veli H.
Nature

...

n, poikittaisliikken matkan pysyessä samana, niin tuo kulkusuuntaa vastaan kohtisuora siirtymänopeus pitäisi siis näyttää ylittävän valonnopeuden.

...

Suhteellisuusteoriat ja kohtisuoruus?

Yksinkertaisempi esimerkki:

Alus, jonka pituus on 20 cs ja halkaisija on 1 cs, etenee maasta mitattuna nopeudella 0,8 c kohti aurinkoa. Laserpulssi kulkee aluksen poikki, jolloin se maasta mitaten (aluksen kyljestä toiseen) kestää 1 s. Aluksessa koettu aika olisi tällöin gammakertoimen mukaan 0,6 s. Poikittainen matka aluksessa olisi edelleen 1 cs, jolloin laserpulssin poikittainen nopeus tulisi aluksen koordinaatiston mukaan ollakin siis 1 cs / 0,6 s = 1,7 c.

Trash
Liittynyt25.2.2010
Viestejä1221
Nature

En ihan ymmärrä mitä tuolla tarkoitat. Kysehän on kulkijaan nähden poikittaissuuntaisen liikkeen etenemästä (kuun siirtymä kiertoradallaan) liikujan kokemana aikana.

Eli yhtä hyvin voisi kuun rataliikkeen sijasta ajatella kuussa olevan kellon viisareita. Kyse on siis siitä miten synkronoida maassa ja kuussa olevat kellot keskenään. Kun maan pinnalla paikallaan oleva tarkkailija katsoo kuussa olevaa kelloa, olettaa hän valon matkaavan maahan yhden sekunnin, ja synkronoi maassa olevan kellon sen mukaan. Lähes valon nopeudella kohti kuuta liikkuvan vinkkelistä maan kello onkin nyt sekunnin jäljessä. Vastaavasti lähes valonnopeudella kuusta maata kohti matkaavan vinkkelistä maan kello on sekunnin etuajassa. Pohjimmiltaan kyse on siitä että valon edestakainen matka-aika kyllä tiedetään, mutta ei ole mitään keinoa mitata sen matka-aikaa yhteen suuntaan.

Veli H.
Liittynyt12.9.2012
Viestejä1574
Nature

...

Alus, jonka pituus on 20 cs ja halkaisija on 1 cs, etenee maasta mitattuna nopeudella 0,8 c kohti aurinkoa. Laserpulssi kulkee aluksen poikki, jolloin se maasta mitaten (aluksen kyljestä toiseen) kestää 1 s. Aluksessa koettu aika olisi tällöin gammakertoimen mukaan 0,6 s. Poikittainen matka aluksessa olisi edelleen 1 cs, jolloin laserpulssin poikittainen nopeus tulisi aluksen koordinaatiston mukaan ollakin siis 1 cs / 0,6 s = 1,7 c.

...

 

Ainaski alus ehtii liikkua , jos nopeus 0,8 joten ei osu ihan samaan kohtaan vastakkaisella puolella

Lentotaidoton
Liittynyt26.3.2005
Viestejä4705

Eusa: Kosmologiassa ajatellaan yleisesti, että kaksi paikkaa voi kosmologisessa koordinaatistossa etääntyä toisistaan ylivalonnopeudella, jopa yli nopeuden 2c?...

Tässä muutamien vuosien takaista pohdintaa nopeuksista ja etäisyyksistä kosmologiassa. Perustuu ystäväni Spin0: kirjoituksiin. Laiskana miehenä kopsasin tätä jutustelua enkä lähtenyt referoimaan sitä. Mutta se pointti tässä on, että nopeudet/etäisyydet eivät ole simppeli juttu kosmologiassa kun täytyy koko ajan pitää mielessä laajentuminen (comoving distance).

”Ja toisaalta Hubblen etäisyyden mukana liikkuva etäisyys HD on noin 4250 Mpc (13,9 mrd.valovuotta). Koko havaitsemamme maailmankaikkeuden säteen mukana liikkuva etäisyys on paljon suurempi - noin 14000 Mpc (46 mrd. valovuotta). Selvästikin voimme siis havaita paljon kaukaisempia kohteita kuin HD:n säteen sisällä olevat. Hubblen voluumi onkin vain murto-osa koko havaittavasta universumista.

Mutta Hubblen etäisyydellä galaksit etääntyvät meistä valon nopeudella, voimmeko havaita kohteita, jotka etääntyvät laajenemisen mukana valoa nopeammin?

Kaikki kohteet, joiden punasiirtymä on suurempi kuin Hubblen etäisyys etääntyvät meistä tosiaan valoa nopeammin. Tämä ei kuitenkaan ole mikään este niiden havaitsemiselle. Tästä ovat todisteena tuhannet havaitsemamme kvasaarit, galaksit, gammapurkaukset ja kosminen taustasäteilykin joiden punasiirtymät ovat suurempia kuin HD:n punasiirtymä. Ne ovat kaukaisempia kuin HD. Koska kohteen etääntyminen laajenemisen myötä on sitä nopeampaa, mitä kaukaisempi kohde on kyseessä, etääntyvät kaikki HD:tä kaukaisemmat kohteet meistä valoa nopeammin. Se ei ole mikään este niiden havaitsemiselle.

Ja toisaalta tässä on kysymys myös etäisyyden määritelmistäkin. Siksi sanoin aiemmin, että sinulla tuntui menneen eri etäisyyskäsitteet sekaisin. Saatoit ajatella, että koska HD:n mukana liikkuva etäisyys on noin 13,9 mrd. valovuotta olisi se suoraan vertailukelpoinen sen seikan kanssa, että havaitsemamme kosminen taustasäteily on peräisin noin 13,7 miljardin vuoden takaa, eli etäisyyskin siihen olisi noin 13,7 mrd valovuotta (4000 Mpc). Näinhän ei ole. Sen sijaan kosmisen taustasäteilyn mukana liikkuva etäisyys on noin 46 mrd. valovuotta (14000 Mpc). Jos siis HD olisi jonkinlaisena rajana havainnoille, emme voisi havaita kosmista taustasäteilyä.

Populaareissa esityksissä etäisyydet usein ilmaistaan harhaanjohtavasti tai jopa väärin, ja yksikkönä käytetty valovuosikin sotkee siinä käsitteenä. Jos uutisessa esimerkiksi kerrotaan havaitun uusi eksoplaneetta, jonka tähdeltä valo on matkannut meille 1000 vuotta ja johon etäisyys on 1000 valovuotta on tämä aivan oikein ilmaistu. Pienillä etäisyyksillä valon kulkema aika ja sen kulkema etäisyys ovat riittävällä tarkkuudella samat. Tämä pätee Linnunradan tähtien ja läheisten galaksienkin suhteen.

Mutta hyvin suurilla etäisyyksillä, kun aletaan puhua miljardeista valovuosista kehiin astuu avaruuden laajeneminen, joka ehtii vaikuttaa etäisyyteen valon kulkeman pitkän matkan ja siihen kuluneen ajan aikana. Jos uutisessa kerrotaan havaitun esimerkiksi kaukainen galaksi, josta valo matkannut meille 12 miljardia vuotta, ei etäisyys kohteeseen suinkaan ole 12 miljardia valovuotta. Galaksin punasiirtymä olisi noin z=4, joten kulmaetäisyys siihen olisi noin 4,8 mrd valovuotta ja mukana liikkuva etäisyys noin 23,9 mrd valovuotta. (jätin parsekit tarkoituksella pois)

Voimmeko havaita kohteita, jotka ovat aina etääntyneet meistä yli valon nopeudella?

Kyllä. Otetaan jokin kaukainen havaittu galaksi, vaikkapa IOK-1 jonka punasiirtymä on z=6,96 ja heitetään arvo laskureihin. Tulokset:
Maailmankaikkeuden ikä oli tuolloin 780 miljoonaa vuotta.
Etäisyys galaksiin oli silloin 1110 Mpc (3,61 mrd.vv).
Valon matka kesti 12,9 miljardia vuotta.
Nykyisin etäisyys galaksiin on 8820 Mpc (28,8 mrd.vv).
Tällä hetkellä galaksin etääntymisnopeus on noin 2 kertaa valon nopeus.
Silloin muinoin valon lähtiessä matkaan etääntymisnopeus oli noin 3 kertaa valon nopeus.
Galaksi on siis aina etääntynyt meistä valoa nopeammin ja silti voimme havaita sen.

Miten sellainen on mahdollista?

Koska HD ei pysy aina samana, vaan säde kasvaa ajan myötä ulospäin - eli kohti sitä kaukaa meillepäin tulevaa valoa. Siksi sen alueelle päätyy ajan myötä valoa, joka on peräisin valoa nopeammin etääntyneestä kohteesta ja siksi sen valon on mahdollista saavuttaa meidät. Vasta kyllin suuri maailmakaikkeuden kiihtyvä laajeneminen saisi HD:n pienenemään.

No minkälaisen rajan se HD muodostaa havainnoille?

Ei nykyään minkäänlaista. Voimme aivan yhtä hyvin havaita kohteita niin sen ulko- kuin sisäpuolellakin. Se varsinainen havaittavan maailmakaikkeuden rajan muodostava partikkelihorisontti on HD:tä valtavan paljon kauempana, kuten on nykyisin havaintojen käytännön rajana oleva kosminen taustasäteilykin (kunnes joku toivottavasti keksii neutriinoteleskoopin, jolloin voimme "nähdä" vieläkin kauemmaksi vieläkin nuorempaan universumiin). Noin sekunnin vanhaan.”

http://en.wikipedia.org/wiki/Hubble_volume

http://en.wikipedia.org/wiki/Comoving_distance

 

 

 

Nature
Liittynyt15.1.2014
Viestejä4546
Veli H.
Nature

...

Alus, jonka pituus on 20 cs ja halkaisija on 1 cs, etenee maasta mitattuna nopeudella 0,8 c kohti aurinkoa. Laserpulssi kulkee aluksen poikki, jolloin se maasta mitaten (aluksen kyljestä toiseen) kestää 1 s. Aluksessa koettu aika olisi tällöin gammakertoimen mukaan 0,6 s. Poikittainen matka aluksessa olisi edelleen 1 cs, jolloin laserpulssin poikittainen nopeus tulisi aluksen koordinaatiston mukaan ollakin siis 1 cs / 0,6 s = 1,7 c.

...

 

Ainaski alus ehtii liikkua , jos nopeus 0,8 joten ei osu ihan samaan kohtaan vastakkaisella puolella

Käsittelyssä olikin vain se kohtisuora komponentti, laserpulssi menee tietysti vinosti aluksen sisätilan poikki riippumatta siitä mistä koordinaatistosta asiaa tarkastellaan.

Nature
Liittynyt15.1.2014
Viestejä4546
Trash
Nature

En ihan ymmärrä mitä tuolla tarkoitat. Kysehän on kulkijaan nähden poikittaissuuntaisen liikkeen etenemästä (kuun siirtymä kiertoradallaan) liikujan kokemana aikana.

Eli yhtä hyvin voisi kuun rataliikkeen sijasta ajatella kuussa olevan kellon viisareita. Kyse on siis siitä miten synkronoida maassa ja kuussa olevat kellot keskenään. Kun maan pinnalla paikallaan oleva tarkkailija katsoo kuussa olevaa kelloa, olettaa hän valon matkaavan maahan yhden sekunnin, ja synkronoi maassa olevan kellon sen mukaan. Lähes valon nopeudella kohti kuuta liikkuvan vinkkelistä maan kello onkin nyt sekunnin jäljessä. Vastaavasti lähes valonnopeudella kuusta maata kohti matkaavan vinkkelistä maan kello on sekunnin etuajassa. Pohjimmiltaan kyse on siitä että valon edestakainen matka-aika kyllä tiedetään, mutta ei ole mitään keinoa mitata sen matka-aikaa yhteen suuntaan.

Tuohan perustuisi pelkkään havaintoviiveeseen, johon suhteellisuusteoria ei perustu vaan niihin kahteen postulaattiin ilman havaintoviivettä. Eli havaitsijariippumattomaan valon nopeuden vakioisuuteen ja siihen että kaikissa inertiaalikoordinaatistoissa ilmiöt näyttäytyvät samanlaisina.

Goswell
Liittynyt8.3.2010
Viestejä8352

Jaa, minusta alus on levossa tasaisella nopeudella, eli koetulos on ihan sama kuin jos se tehdään aluksen ollessa paikoillaan. Aluksessa kukaan ei voi tietää liikkuuko alus vai ei koska ei ole kiihtyvyyttä, siis jos ei katso ikkunasta, ei edes valo. Härrekyydendoo, miettikää nyt sitä nopeutta, sitä ei ole absoluuttisena olemassa vaan vain suhteellisena, ei nopeuteen voi sitoa yhtään mitään tuon kaltaista koska kaikki nopeudet on päällä yhtäaikaa..

Minun mielestä noin.

Eusa
Liittynyt16.2.2011
Viestejä9929

Lentotaidoton:

Tuota etaisyyskasitysta juuri tarkoitin pohdinnallani. On hyvin helppoa menna ristisolmuun kosmisilla etaisyyksilla. Selostapa esim. mika on etaisyys nyt meilta kohteeseen, joka liikkuu meita kohti omassa galaksissaan sen suhteen 0.9c, tuo galaksi loittonee meista 0,1c ja sen ika suhteessa alkurajahdykseen on 1 miljardi vuotta. ?

Niinpa, lopulta ei ole muuta jarkevaa etaisyysmittaa kuin sateilyn kulkema matka. Voimme aivan hyvin ajatella, etta mitattu valo on samanaikaisesti (omassa koordinaatistossaan) seka emissiossa etta absorptiossa. Valosta voi kuitenkin lukea paljon. Koska ei ole kaikille samanhetkisia positioita, on mieletonta vaittaa, etta nyt jokin kohde onkin 46 valovuoden paassa "aikuisten oikeesti". :)

Kayttakaamme siis etaisyyksina efektiivista tietoa siita kuinka paljon valo on lapaissyt fysikaalisia kenttia.

Hienorakennevakio suoraan vapausasteista: 1 / (1^0+2^1+3^2+5^3+1^0/2^1*3^2/5^3) = 1 / 137,036

Trash
Liittynyt25.2.2010
Viestejä1221
Nature
Trash
Nature

En ihan ymmärrä mitä tuolla tarkoitat. Kysehän on kulkijaan nähden poikittaissuuntaisen liikkeen etenemästä (kuun siirtymä kiertoradallaan) liikujan kokemana aikana.

Eli yhtä hyvin voisi kuun rataliikkeen sijasta ajatella kuussa olevan kellon viisareita. Kyse on siis siitä miten synkronoida maassa ja kuussa olevat kellot keskenään. Kun maan pinnalla paikallaan oleva tarkkailija katsoo kuussa olevaa kelloa, olettaa hän valon matkaavan maahan yhden sekunnin, ja synkronoi maassa olevan kellon sen mukaan. Lähes valon nopeudella kohti kuuta liikkuvan vinkkelistä maan kello onkin nyt sekunnin jäljessä. Vastaavasti lähes valonnopeudella kuusta maata kohti matkaavan vinkkelistä maan kello on sekunnin etuajassa. Pohjimmiltaan kyse on siitä että valon edestakainen matka-aika kyllä tiedetään, mutta ei ole mitään keinoa mitata sen matka-aikaa yhteen suuntaan.

Tuohan perustuisi pelkkään havaintoviiveeseen, johon suhteellisuusteoria ei perustu

Ei vaan siihen että havaintoviivettä ei voi absoluuttisesti määrittää, jolloin myöskään kahden pisteen samanaikaisuutta ei voi määrittää. Relativity of simultaneity. Siksi eri koordinaatistoissa olevat havaitsijat ovat eri mieltä siitä onko kuu maan hetkellä t kohdassa x, x+1km vai x-1km.

Puuhevonen
Liittynyt9.1.2011
Viestejä5275

Miksi AINA kun ihmiset käsittelee suhteellisuusteoriaa, niin he puhuvat tasaisesta ja suoraviivaisesta liikkeestä, vaikka todellisessa maailmassa tasainen ja suoraviivainen liike on mahdotonta, koska aika-avaruus on aina kaareutunut joten kaikki kappaleet ovat vapaasti putoavia, mikäli niihin ei vaikutua ulkoinen voima ja siten kaikki tasaisesti liikkuvat kappaleet kulkevat kaarevia geodeeseja pitkin.

Tämän vuoksi KAIKKISSA suhteellisuusteorian kinemaattisissa esimerkeissä pitäisi tarkastella nimenomaan maapalloa kiertäviä satelliitteja, koska kappaleiden liike kiertoradalla massakeskipisteen ympärillä on luonnollisinta, intuitiivisinta ja selkeintä tasaista liikettä, koska siinä aika-avaruuden kaarevuus tulee hyvin intuitiivisesti esille. Ja erityisesti sen takia, koska kiertoradalla gravitaatiolla ei ole nettovaikutusta havaitsijaan.

»According to the general theory of relativity space without aether is unthinkable.»

Paul M
Liittynyt16.3.2005
Viestejä8558

Einstein on itse sanonut että kaikki on suhteellista, kun keitteli kelloa ja katsoi aikaa munasta. Ja tämä on tositarina.

En voinut vastustaa. Anteeksi epäasiallinen suhtautuminen asiaan.

 

 

Hiirimeluexpertti. Majoneesitehtailija. Luonnontieteet: Maailman suurin uskonto. Avatar on halkaistu tykin kuula

Nature
Liittynyt15.1.2014
Viestejä4546

Otetaanpa äärimmäisen yksinkertainen esimerkki ylivalonnopeudesta, jota suhteellisuusteoria suorastaan vaatii toimiakseen.

Kaksosparadoksin mukaan matkan tehneen kaksosen ikä muuttuu esim. 1 vuoden kun maassa oleva kaksosveli on vanhentunut 40 vuotta. Kaikki tapahtumat maassa ovat siis matkaajaan nähden tapahtuneet 40 kertaisella nopeudella. Eli mm. hiukkaskiihdyttimessä tuon ajan kiertänyt protoni olisikin kulkenut matkaajan mielestä siis lähes 40 kertaisella valonnopeudella.

Täysin samaan periaatteeseen perustuu edellä esittämäni laserpulssi, se vain tapahtuu juuri aluksen kohdalla vaikka muutoin liittyisikin samaan koordinaatistoon maassa olijan kanssa.

Se mikä tässä siis häiritsee on koordinaatistokäsitteen soveltaminen (mielestäni) omituisella tavalla. Koordinaatistojen välinen suhteellinen liike ja paikat näissä koordinaatistoissa ovat käsittääkseni toisistaan riippumattomia, vaikka informaatio näiden pisteiden välillä voisikin edetä rajallisella nopeudella.

Siis yksittäisen koordinaatiston mikä tahansa kohta pitäisi tarkkailupisteenä olla loogisesti samanarvoinen kyseisen koordinaatiston origon kanssa, vaikka jonkin tapahtuman informaatio näiden pisteiden välillä olisikin viiveestä johtuen eriaikaista.

Eusa
Liittynyt16.2.2011
Viestejä9929
Nature

Otetaanpa äärimmäisen yksinkertainen esimerkki ylivalonnopeudesta, jota suhteellisuusteoria suorastaan vaatii toimiakseen.

Kaksosparadoksin mukaan matkan tehneen kaksosen ikä muuttuu esim. 1 vuoden kun maassa oleva kaksosveli on vanhentunut 40 vuotta. Kaikki tapahtumat maassa ovat siis matkaajaan nähden tapahtuneet 40 kertaisella nopeudella. Eli mm. hiukkaskiihdyttimessä tuon ajan kiertänyt protoni olisikin kulkenut matkaajan mielestä siis lähes 40 kertaisella valonnopeudella.

Täysin samaan periaatteeseen perustuu edellä esittämäni laserpulssi, se vain tapahtuu juuri aluksen kohdalla vaikka muutoin liittyisikin samaan koordinaatistoon maassa olijan kanssa.

Se mikä tässä siis häiritsee on koordinaatistokäsitteen soveltaminen (mielestäni) omituisella tavalla. Koordinaatistojen välinen suhteellinen liike ja paikat näissä koordinaatistoissa ovat käsittääkseni toisistaan riippumattomia, vaikka informaatio näiden pisteiden välillä voisikin edetä rajallisella nopeudella.

Siis yksittäisen koordinaatiston mikä tahansa kohta pitäisi tarkkailupisteenä olla loogisesti samanarvoinen kyseisen koordinaatiston origon kanssa, vaikka jonkin tapahtuman informaatio näiden pisteiden välillä olisikin viiveestä johtuen eriaikaista.

Ei ole todellakaan kaikille yhteistä koordinaatistoa, jossa voisi käyttää mitattavaa aikaa tai etäisyyttä koordinaatteina, vain projektio kahdelle kappaleelle, mitattava ja mittaaja, voidaan saada ristiriidattomaksi. Yleisen suhteellisuusteorian (kuten Newtonin teoriankin) käytännön rajoitus on kolmen tai useamman merkitsevän kappaleen mallintamisen vaikeus, ei ole muuta tietä kuin iterointi.

Viimeisten tutkimusten yksi testattava idea kuitenkin on, voisiko kaikkeuden/todellisuuden mallintaa käyttämällä mittatikkuna pelkästään kausaalista etäisyyttä, joka huomioisi sekä gravitaatiokentän että sm-kentän tuottaen absoluuttisen mallin kokonaiskentästä, jonka muuttuminen on ennustettavissa ja palautettavissa säteilyksi ja hiukkasiksi. Tällaisen mallin testaamiseen tarvittaisiin riittävän häiriösuojattu ympäristö, jossa mikrogravitaatiokokein voitaisiin luoda tarkasti määritelty gravitaatio- ja sm-kentän yhdistelmä... Ei taida löytyä sopivaa paikkaa ihan läheltä, mutta erilaisilla satelliittiradoilla voisi saada riittävästi vertailuaineistoa, jonka perusteella voi sulkea paikalliset muuttujat ehkä pois...

Hienorakennevakio suoraan vapausasteista: 1 / (1^0+2^1+3^2+5^3+1^0/2^1*3^2/5^3) = 1 / 137,036

Nature
Liittynyt15.1.2014
Viestejä4546
Eusa

Ei ole todellakaan kaikille yhteistä koordinaatistoa, jossa voisi käyttää mitattavaa aikaa tai etäisyyttä koordinaatteina ...

Sitä en vaatinutkaan vaan sitä että kaikki toistensa suhteen levossa olevat pisteet mittaavat samaa aikaa ja etäisyyttä vaikka jonkin tapahtuman havaitseminen tapahtuisikin havaintoviiveestä johtuen näennäisesti eri aikaan.

Tietääkseni suhteellisuusteoriassa pätee että liikuttaessa suuntaan y, etäisyydet suunnassa x ovat kuitenkin samat sekä liikkujalle että levossa olevalle, ns. pituuskontraktio tapahtuu siis vain suunnassa y. Tästä seuraa että kaikki liikkeet x-suunnassa ovat liikkuvan ajan hidastumisena myötä vastaavasti nopeampia. Vai hidastuuko aikakin vain suunnassa y, eli riippuu siitä miten päin kello sattuu kädessä olemaan?

Jotta tuossa olisi jotain järkeä, pitäisi mitat muuttua liikkujan suhteen kaikissa suunnissa eikä vain etenemissuunnassa. Tällöin siis kuvitteellisella valonnopudella liikkuvalle maailmankaikkeus ei olisi litistynyt tasoksi vaan supistunut pisteeksi (muuuten pitäisi kaiken tason suuntaisen liikkeen ylittää valonnopeus moninkertaisesti, jotta kausaliteetti siinä suunnassa ei rikkoutuisi).

käyttäjä-3779
Liittynyt12.5.2014
Viestejä1107

Paul Kustaanheimo arvosteli kitkerästi suhteellisuusteoriaa. 70-luvulla hän kirjoitti jossakin lehdessä (muistaakseni Kanavassa) kansantajuisen artikkelin, jonka mukaan suhteellisuusteorian "pätevyys" jossain merkittävässä asiassa perustuu sattumaan. Joku taivaankappale vain sattuu olemaan tietyssä juuri oikeassa asennossa.

Kustaanheimo ja Raimo Lehti kehittivät vaihtoehtoisen suhteellisuusteorian, joka noteerattiin Wheelerin gravitaatiokirjassakin, mutta TKK:lla tehty tarkka mittaus ei antanut teorian ennustamaa tulosta.

Eräässä tiedelehdessä (saattoi olla Physics Letters, mutta luultavammin arvovaltaisempi) 80-luvulla osoitettiin, että jos suomalaisen Einsteinin kilpailijan Gunnar Nordströmin teoriaa täydennetään sopivalla lisätermillä, saadaan kaikki suhteellisuusteorian efektit.

Jerevanin yliopiston professori O.K.Davtyan esitti 70-luvulla oman suhteellisuusteoriansa journaalissa Annalen der Physik, samassa, missä Einstein aikoinaan:

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/andp.19784900204/abstract

Berliinin yliopiston professori Hagen Kleinert (400 tiet. julk.) on kehitellyt suhteellisuusteoriaa korvaavaa, mutta myös paljon laaja-alaisempaa mallia, jossa avaruuden ajatellaan koostuvan defekteistä, etäänlaisista kidevirheistä. Muun muass nobelisti `t Hooft tuntuu kiinnostuneelta "Planckin-Kleinertin kiteestä" 

http://en.wikipedia.org/wiki/World_crystal

http://users.physik.fu-berlin.de/~kleinert/papers/planckklcZN.pdf

Oman maallikonnäkemykseni mukaan tapahtumien taustat tulevat löytymään vakuumista, jossa kaiken materian juurien uskon olevan. Kleinertin toteamus, että tulemme yllättymään, kun pääsemme tutkimaan Planckin vakion kokoluokan ilmiöitä, viittaa mielestäni samaan suuntaan

http://users.physik.fu-berlin.de/~kleinert/kleinert/?p=worldcrystal

Trash
Liittynyt25.2.2010
Viestejä1221
Nature
Yksinkertaisempi esimerkki:

Alus, jonka pituus on 20 cs ja halkaisija on 1 cs, etenee maasta mitattuna nopeudella 0,8 c kohti aurinkoa. Laserpulssi kulkee aluksen poikki, jolloin se maasta mitaten (aluksen kyljestä toiseen) kestää 1 s.

Maasta vinkkelistä laserpulssi kulkee myös aluksen kulkusuunnassa sen 0.8 cs. Eli kokonaismatka 1.28 cs.
Nature
Otetaanpa äärimmäisen yksinkertainen esimerkki ylivalonnopeudesta, jota suhteellisuusteoria suorastaan vaatii toimiakseen.

Kaksosparadoksin mukaan matkan tehneen kaksosen ikä muuttuu esim. 1 vuoden kun maassa oleva kaksosveli on vanhentunut 40 vuotta. Kaikki tapahtumat maassa ovat siis matkaajaan nähden tapahtuneet 40 kertaisella nopeudella. Eli mm. hiukkaskiihdyttimessä tuon ajan kiertänyt protoni olisikin kulkenut matkaajan mielestä siis lähes 40 kertaisella valonnopeudella.

Noinhan siinä käy kun havaitsija vaihtaa koordinaatistoa. Ei tarvita edes hiukkaskiihdytintä eikä kaksoisveljeä. Nopea matkaaja voisi itse jälkikäteen ihmetellä kuinka matkansa pituuden ja oman kellonsa perusteella olisi ylittänyt valonnopeuden.

Nature
Liittynyt15.1.2014
Viestejä4546
Trash
Nature
Yksinkertaisempi esimerkki:

Alus, jonka pituus on 20 cs ja halkaisija on 1 cs, etenee maasta mitattuna nopeudella 0,8 c kohti aurinkoa. Laserpulssi kulkee aluksen poikki, jolloin se maasta mitaten (aluksen kyljestä toiseen) kestää 1 s.

Maasta vinkkelistä laserpulssi kulkee myös aluksen kulkusuunnassa sen 0.8 cs. Eli kokonaismatka 1.28 cs.

Kyse oli laserpulssin nopeudesta etenemisuunnassaan, eli aluksen siirtymää ei tarvitse huomioida.

Trash
Nature
Otetaanpa äärimmäisen yksinkertainen esimerkki ylivalonnopeudesta, jota suhteellisuusteoria suorastaan vaatii toimiakseen.

Kaksosparadoksin mukaan matkan tehneen kaksosen ikä muuttuu esim. 1 vuoden kun maassa oleva kaksosveli on vanhentunut 40 vuotta. Kaikki tapahtumat maassa ovat siis matkaajaan nähden tapahtuneet 40 kertaisella nopeudella. Eli mm. hiukkaskiihdyttimessä tuon ajan kiertänyt protoni olisikin kulkenut matkaajan mielestä siis lähes 40 kertaisella valonnopeudella.

Noinhan siinä käy kun havaitsija vaihtaa koordinaatistoa. Ei tarvita edes hiukkaskiihdytintä eikä kaksoisveljeä. Nopea matkaaja voisi itse jälkikäteen ihmetellä kuinka matkansa pituuden ja oman kellonsa perusteella olisi ylittänyt valonnopeuden.

Paitsi että tuo juuri perustuu havaintoviiveeseen, ilman havaintoviivettä matkaaja voisi koko ajan havainnoida ylivalonnopeutta. Tai jos matkaajan koordinaatistossa eri kohdissa mukana matkanneet olisivat havainnoineet maan tapahtumia ohi kulkiessaan ja olisivat kirjanneet ylös tilanteen ja ajanhetket, niin vertaamalla jälkeenpäin kirjanpitojaan olisivat todenneet maassa esim. hiukkaskiihdyttimen osalta selkeän ylivalonnopeuden.

Tämä on muuten sama asia mihin mm. suomalainen suhteellisuusteoriakriitikko Hjalmar Mellin kiinnitti huomiota.

Lentotaidoton
Liittynyt26.3.2005
Viestejä4705

Eusa: Koska ei ole kaikille samanhetkisia positioita, on mieletonta vaittaa, etta nyt jokin kohde onkin 46 valovuoden paassa "aikuisten oikeesti". :) Kayttakaamme siis etaisyyksina efektiivista tietoa siita kuinka paljon valo on lapaissyt fysikaalisia kenttia.

 

Näin tietysti. Emmehän voi mistään todeta kosmologiassa ”aikuisen oikeesti”.  Muuta kuin efektiivisen kuvauksen mukaisesti valon kulkeman matkan mukaan. Meillä on kuitenkin teoriassa ”lupa” olettaa, että horisontin ylittävä kosmos ei eroa omastamme mitenkään.

Lentotaidoton
Liittynyt26.3.2005
Viestejä4705

Eusa: Viimeisten tutkimusten yksi testattava idea kuitenkin on, voisiko kaikkeuden/todellisuuden mallintaa käyttämällä mittatikkuna pelkästään kausaalista etäisyyttä, joka huomioisi sekä gravitaatiokentän että sm-kentän tuottaen absoluuttisen mallin kokonaiskentästä, jonka muuttuminen on ennustettavissa ja palautettavissa säteilyksi ja hiukkasiksi. 

 

Mihinkähän ”viimeiseen tutkimukseen” mahdat viitata? Mikä on ”absoluuttinen malli kokonaiskentästä?

Lentotaidoton
Liittynyt26.3.2005
Viestejä4705

aggris aggris: Eräässä tiedelehdessä (saattoi olla Physics Letters, mutta luultavammin arvovaltaisempi) 80-luvulla osoitettiin, että jos suomalaisen Einsteinin kilpailijan Gunnar Nordströmin teoriaa täydennetään sopivalla lisätermillä, saadaan kaikki suhteellisuusteorian efektit.

 

Niin käsittääkseni Nordströmin teoria kompastui vain siihen, että se ei ennustanut valon taipuvan gravitaatiokentässä. Ennen vuotta 1919 oli siis makuasia, kumpaa teoriaa piti oikeana. Itse Albertti kehui Nordströmiä pahimmaksi kilpailijakseen suhteellisuusteoriassa.

JPI
Liittynyt5.12.2012
Viestejä18107
Lentotaidoton

aggris aggris: Eräässä tiedelehdessä (saattoi olla Physics Letters, mutta luultavammin arvovaltaisempi) 80-luvulla osoitettiin, että jos suomalaisen Einsteinin kilpailijan Gunnar Nordströmin teoriaa täydennetään sopivalla lisätermillä, saadaan kaikki suhteellisuusteorian efektit.

 

Niin käsittääkseni Nordströmin teoria kompastui vain siihen, että se ei ennustanut valon taipuvan gravitaatiokentässä. Ennen vuotta 1919 oli siis makuasia, kumpaa teoriaa piti oikeana. Itse Albertti kehui Nordströmiä pahimmaksi kilpailijakseen suhteellisuusteoriassa.

Jee ja Nordstöm lupulta palasi ruotuun saaden aikaan juttuja YST:ssä. Hänen mukaansa on myös (puoliksi) nimitetty varatun mustan aukon metriikka:

http://en.wikipedia.org/wiki/Reissner%E2%80%93Nordstr%C3%B6m_metric

3³+4³+5³=6³

JPI
Liittynyt5.12.2012
Viestejä18107
Nature
Eusa

Ei ole todellakaan kaikille yhteistä koordinaatistoa, jossa voisi käyttää mitattavaa aikaa tai etäisyyttä koordinaatteina ...

Sitä en vaatinutkaan vaan sitä että kaikki toistensa suhteen levossa olevat pisteet mittaavat samaa aikaa ja etäisyyttä vaikka jonkin tapahtuman havaitseminen tapahtuisikin havaintoviiveestä johtuen näennäisesti eri aikaan.

Tietääkseni suhteellisuusteoriassa pätee että liikuttaessa suuntaan y, etäisyydet suunnassa x ovat kuitenkin samat sekä liikkujalle että levossa olevalle, ns. pituuskontraktio tapahtuu siis vain suunnassa y. Tästä seuraa että kaikki liikkeet x-suunnassa ovat liikkuvan ajan hidastumisena myötä vastaavasti nopeampia. Vai hidastuuko aikakin vain suunnassa y, eli riippuu siitä miten päin kello sattuu kädessä olemaan?

Jotta tuossa olisi jotain järkeä, pitäisi mitat muuttua liikkujan suhteen kaikissa suunnissa eikä vain etenemissuunnassa. Tällöin siis kuvitteellisella valonnopudella liikkuvalle maailmankaikkeus ei olisi litistynyt tasoksi vaan supistunut pisteeksi (muuuten pitäisi kaiken tason suuntaisen liikkeen ylittää valonnopeus moninkertaisesti, jotta kausaliteetti siinä suunnassa ei rikkoutuisi).

Olisikohan syytä sinunkin vähän opiskela sitä fysiikkaa, nuo kommenttisi ovat täysin maallikon ajattelua.

3³+4³+5³=6³

Nature
Liittynyt15.1.2014
Viestejä4546
JPI
Nature
Eusa

Ei ole todellakaan kaikille yhteistä koordinaatistoa, jossa voisi käyttää mitattavaa aikaa tai etäisyyttä koordinaatteina ...

Sitä en vaatinutkaan vaan sitä että kaikki toistensa suhteen levossa olevat pisteet mittaavat samaa aikaa ja etäisyyttä vaikka jonkin tapahtuman havaitseminen tapahtuisikin havaintoviiveestä johtuen näennäisesti eri aikaan.

Tietääkseni suhteellisuusteoriassa pätee että liikuttaessa suuntaan y, etäisyydet suunnassa x ovat kuitenkin samat sekä liikkujalle että levossa olevalle, ns. pituuskontraktio tapahtuu siis vain suunnassa y. Tästä seuraa että kaikki liikkeet x-suunnassa ovat liikkuvan ajan hidastumisena myötä vastaavasti nopeampia. Vai hidastuuko aikakin vain suunnassa y, eli riippuu siitä miten päin kello sattuu kädessä olemaan?

Jotta tuossa olisi jotain järkeä, pitäisi mitat muuttua liikkujan suhteen kaikissa suunnissa eikä vain etenemissuunnassa. Tällöin siis kuvitteellisella valonnopudella liikkuvalle maailmankaikkeus ei olisi litistynyt tasoksi vaan supistunut pisteeksi (muuuten pitäisi kaiken tason suuntaisen liikkeen ylittää valonnopeus moninkertaisesti, jotta kausaliteetti siinä suunnassa ei rikkoutuisi).

Olisikohan syytä sinunkin vähän opiskela sitä fysiikkaa, nuo kommenttisi ovat täysin maallikon ajattelua.

Ei ole olemassa erikseen mitään maallikon ajattelua. Siksi toisekseen minulla on kyllä kiitettävä arvosana yliopistotason fysiikasta, johon on sisältynyt mm. suhteellisuusteoria, joten en oikein tiedä minkätasoinen fysiikan opiskelu olisi riittävä, jotta "maallikkostatuksesta" pääsisi eroon.

Kyse tuossa edellä on vain siitä onko koordinaatistojen ero riittävä vai pitääkö tarkastella lisäksi eri paikkojakin eri koordinaatistoissa. En näe kovin miellkkäänä sitä että voidaan tarkastella tilannetta vain yhden paikan suhteen yhdessä koordinaatistossa vaan kaikkien paikkojen tulisi olla toistensa kanssa yhdenvertaisia yhdessä ja samassa koordinaatistossa (ei tietenkään eri koordinaatistojen suhteen).

Yhden koordinaatiston sisällä eriaikaisuudessa on kyse mielestäni vain informaatioviiveen aiheuttamasta aikaerosta. Kun tämä yhdistetään koordinaatistojen väliseen eroon (suhteelliseen liiikkeeseen) ja valon nopeuden vakioisuuteen niissä, päädytään suhteellisuusteoriaan.

Hyväksyn suhtiksen matikan, mutta tulkintaa välltämättä en. Liikkeen suhteellisuuskin on suhteellista, koska valonnopeutta lähetyttäessä liikutaan jollain nopeudella kaiken materian suhteen.

Eusa
Liittynyt16.2.2011
Viestejä9929
Nature
JPI
Nature
Eusa

Ei ole todellakaan kaikille yhteistä koordinaatistoa, jossa voisi käyttää mitattavaa aikaa tai etäisyyttä koordinaatteina ...

Sitä en vaatinutkaan vaan sitä että kaikki toistensa suhteen levossa olevat pisteet mittaavat samaa aikaa ja etäisyyttä vaikka jonkin tapahtuman havaitseminen tapahtuisikin havaintoviiveestä johtuen näennäisesti eri aikaan.

Tietääkseni suhteellisuusteoriassa pätee että liikuttaessa suuntaan y, etäisyydet suunnassa x ovat kuitenkin samat sekä liikkujalle että levossa olevalle, ns. pituuskontraktio tapahtuu siis vain suunnassa y. Tästä seuraa että kaikki liikkeet x-suunnassa ovat liikkuvan ajan hidastumisena myötä vastaavasti nopeampia. Vai hidastuuko aikakin vain suunnassa y, eli riippuu siitä miten päin kello sattuu kädessä olemaan?

Jotta tuossa olisi jotain järkeä, pitäisi mitat muuttua liikkujan suhteen kaikissa suunnissa eikä vain etenemissuunnassa. Tällöin siis kuvitteellisella valonnopudella liikkuvalle maailmankaikkeus ei olisi litistynyt tasoksi vaan supistunut pisteeksi (muuuten pitäisi kaiken tason suuntaisen liikkeen ylittää valonnopeus moninkertaisesti, jotta kausaliteetti siinä suunnassa ei rikkoutuisi).

Olisikohan syytä sinunkin vähän opiskela sitä fysiikkaa, nuo kommenttisi ovat täysin maallikon ajattelua.

Ei ole olemassa erikseen mitään maallikon ajattelua. Siksi toisekseen minulla on kyllä kiitettävä arvosana yliopistotason fysiikasta, johon on sisältynyt mm. suhteellisuusteoria, joten en oikein tiedä minkätasoinen fysiikan opiskelu olisi riittävä, jotta "maallikkostatuksesta" pääsisi eroon.

Kyse tuossa edellä on vain siitä onko koordinaatistojen ero riittävä vai pitääkö tarkastella lisäksi eri paikkojakin eri koordinaatistoissa. En näe kovin miellkkäänä sitä että voidaan tarkastella tilannetta vain yhden paikan suhteen yhdessä koordinaatistossa vaan kaikkien paikkojen tulisi olla toistensa kanssa yhdenvertaisia yhdessä ja samassa koordinaatistossa (ei tietenkään eri koordinaatistojen suhteen).

Yhden koordinaatiston sisällä eriaikaisuudessa on kyse mielestäni vain informaatioviiveen aiheuttamasta aikaerosta. Kun tämä yhdistetään koordinaatistojen väliseen eroon (suhteelliseen liiikkeeseen) ja valon nopeuden vakioisuuteen niissä, päädytään suhteellisuusteoriaan.

Hyväksyn suhtiksen matikan, mutta tulkintaa välltämättä en. Liikkeen suhteellisuuskin on suhteellista, koska valonnopeutta lähetyttäessä liikutaan jollain nopeudella kaiken materian suhteen.

Ei. Nopeus on kahdenvalinen kunkin materiaosan kanssa erikseen.

Hienorakennevakio suoraan vapausasteista: 1 / (1^0+2^1+3^2+5^3+1^0/2^1*3^2/5^3) = 1 / 137,036

Nature
Liittynyt15.1.2014
Viestejä4546
Eusa

Ei. Nopeus on kahdenvalinen kunkin materiaosan kanssa erikseen.

Niin on, mutta mitä nopeamin liikutaan sitä useamman suhteen nopeusero kasvaa samansuuntaiseksi, tällöin liikutaan sen kokonaisuuden suhteen jollain nopeudella.

Jos oletetaan ettei ympäröivässä maailmankaikkeudessa mikään isompi kokonaisuus liiku kovin suurella nopeudella ja itse kihdytetään lähelle valonnopeutta, niin silloin liikutaan suurella nopeudella muun materian keskimääräiseen nopeuteen nähden (kaikista painellaan ohi tai suunta on muuten eri). Tämän asian ymmärtämiseen pitäisi ihan talonpoikaisjärkikin riittää.

Eli Lorenz-muunnokset voisivat perustua osittain tähän tosiasiaan.

Goswell
Liittynyt8.3.2010
Viestejä8352

Voi perse, eikö tämä nyt mene jakeluun, nopeus on vain suhteellinen juttu, ei ole olemassa absoluuttista nopeutta kuin kahden kappaleen välillä ja kuitenkin kaikki muutukin nopeuden kaikkien muiden kappaleiden suhteen on olemassa "päällä" samalla hetkellä. Ts nopeuteen itseensä ei voi ympätä minkään valtakunnan fysikaalista muutosta vapaassa liikkeessä, kappaleen massa ei kasva nopeuden suhteessa, vain kiihtyvyys kasvaa törmäyksessä.

Minun mielestä noin.

Nature
Liittynyt15.1.2014
Viestejä4546
Goswell

Voi perse, eikö tämä nyt mene jakeluun, nopeus on vain suhteellinen juttu ...

Tottakai nopeus on suhtteellinen juttu, mutta minkä suhteen niin se ei enää olekaan niin yksinkertainen juttu. Toisen kappaleen suhteen, planeettajärjestemmän suhteen, galaksin suhteen jne...

Mitä suurempi on nopeus (oik. mitä pidempään on samaan suuntaan kiihdytetty) sitä suuremman kokonaisuuden suhteen liike on todellista. Onko tällä sitten mitään vaikutusta, niin sitä asiaa pitäisi tarkastella erikseen. Ehkä on, ehkä ei. Jos Lorenziin on uskomista, niin mahdollisesti kyllä. Suhtis ei tähän ota kantaa lainkaan (paitsi tuon kiihdytyksen, eli koordinaatiston vaihtamisen osalta).

Goswell
Liittynyt8.3.2010
Viestejä8352

No jos tasainen suoraviivainen kiihdytys on jatkunut pitkään niin nopeus on tietysti noussut suuremmaksi kuin jos kiihdytys on lyhyempi aikainen, siinä se. Kun kiihtyvyys on ohi kappale palaa lepoon,  ts tilanne on kappaleessa aivan sama kuin ennen kiihdytystä. Jonkin kappaleen suhteen se on nyt paikoillaan minkä suhteen se ei aiemmin ollut paikoillaan ja minkä suhteen se aiemmin oli paikoillaan nyt ei enään ole.

Otetaan mieltä kutitteleva esimerkki elävästä elämästä, Nature ostaa avaruusraketin, siinä on tietty määrä antimateria polttoainetta jolla raketti saavuttaa tietyn nopeuden, vaikka 0,5 c. Se ammutaan kohti ääretöntä, aikaa kuluu ja raketti matkaa valtavia matkoja, nyt jos meillä olisi mahdoton reaaliaikainen yhteys alukseen, havaitsisimme ympäristön nopeuden muuttuvan jatkuvasti, tulisi tilanne jossa ympäristö ei enään liiku raketin suhteen minnekkään vaikka maan suhteen raketin nopeus ei ole oleellisesti muutunut. Kaikki nimittäin loittonee sitä nopeammin mitä kauempana sijaitsevat.

Minun mielestä noin.

jussipussi
Liittynyt6.12.2009
Viestejä24887
(Phys.org)—If you sweep a laser pointer across the Moon fast enough, you can create spots that actually move faster than light. Anyone can do it.

At a meeting of the American Astronomical Society in Seattle, Wash., today, Robert Nemiroff, a physics professor at Michigan Technological University, reported that this theoretical curiosity may turn out to be practically useful out in the cosmos. When a superluminal sweep occurs, it typically starts with a flash that may reveal previously unknown three-dimensional information about the scattering object.

Flashes, dubbed "photonic booms" because they are directly analogous to sonic booms, may be detectable on the Moon, on passing asteroids, on fast moving shadows cast on reflecting dust clouds near variable stars, and on objects illuminated by the rapidly rotating beam of a pulsar, said Nemiroff, author of a study accepted for publication by the Publications of the Astronomical Society of Australia, with a preliminary version available online at http://arxiv.org/abs/1412.7581 . "And if detected, we could learn more about all of these objects," said Nemiroff.

"The concept, although not proven in practice, is quite intriguing," said Rosanne Di Stefano, a leading researcher at the Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.

....The physics that creates the photonic boom is tied to the faster-than-light sweep speeds of the illuminating spots and cast shadows. Specifically, a flash is seen by an observer when the speed of the scattered spot toward the observer drops from above the speed of light to below the speed of light. The phenomenon is possible only because the spots contain no mass and so cannot only move faster than light, but decelerate past the speed of light without violating Einstein's theory of special relativity.

Read more at: http://phys.org/news/2015-01-faster-than-light-illuminate-astronomical-secrets.html#jCp

Voidaanko tässä käyttää käännöstermiä "ylivalovälähdys" ?

Trash
Liittynyt25.2.2010
Viestejä1221
Nature
Trash
Nature
Yksinkertaisempi esimerkki:

Alus, jonka pituus on 20 cs ja halkaisija on 1 cs, etenee maasta mitattuna nopeudella 0,8 c kohti aurinkoa. Laserpulssi kulkee aluksen poikki, jolloin se maasta mitaten (aluksen kyljestä toiseen) kestää 1 s.

Maasta vinkkelistä laserpulssi kulkee myös aluksen kulkusuunnassa sen 0.8 cs. Eli kokonaismatka 1.28 cs.

Kyse oli laserpulssin nopeudesta etenemisuunnassaan, eli aluksen siirtymää ei tarvitse huomioida.

Tarkennetaan nyt vielä että onko pulsiin reitti esim. sellainen että se lähtee kyljestä, etu- ja takapään puolesta välistä, kulkee aluksen poikki kunnes saavuttaa aluksen vastakkaisen kyljen etu- ja takapään puolestavälistä?

Jos aluksen nopeus olisikin 0.99999... c, niin että pulssi saavuttaisi vastakkaisen kyljen vasta kun alus on toisessa galaksissa, niin vieläkö maasta mitaten pulssi etenikin vain yhden valosekunnin?

Nature

Trash
Nature
Otetaanpa äärimmäisen yksinkertainen esimerkki ylivalonnopeudesta, jota suhteellisuusteoria suorastaan vaatii toimiakseen.

Kaksosparadoksin mukaan matkan tehneen kaksosen ikä muuttuu esim. 1 vuoden kun maassa oleva kaksosveli on vanhentunut 40 vuotta. Kaikki tapahtumat maassa ovat siis matkaajaan nähden tapahtuneet 40 kertaisella nopeudella. Eli mm. hiukkaskiihdyttimessä tuon ajan kiertänyt protoni olisikin kulkenut matkaajan mielestä siis lähes 40 kertaisella valonnopeudella.

Noinhan siinä käy kun havaitsija vaihtaa koordinaatistoa. Ei tarvita edes hiukkaskiihdytintä eikä kaksoisveljeä. Nopea matkaaja voisi itse jälkikäteen ihmetellä kuinka matkansa pituuden ja oman kellonsa perusteella olisi ylittänyt valonnopeuden.

Paitsi että tuo juuri perustuu havaintoviiveeseen, ilman havaintoviivettä matkaaja voisi koko ajan havainnoida ylivalonnopeutta.

Havaitsisi myös voimakkaat puna- tai sinisiirtymät. Ja samalla kohteet näyttäisivat vastaavasti hidastuneen tai nopeutuneen.

Nature
Liittynyt15.1.2014
Viestejä4546
Trash
Nature
Trash
Nature
Yksinkertaisempi esimerkki:

Alus, jonka pituus on 20 cs ja halkaisija on 1 cs, etenee maasta mitattuna nopeudella 0,8 c kohti aurinkoa. Laserpulssi kulkee aluksen poikki, jolloin se maasta mitaten (aluksen kyljestä toiseen) kestää 1 s.

Maasta vinkkelistä laserpulssi kulkee myös aluksen kulkusuunnassa sen 0.8 cs. Eli kokonaismatka 1.28 cs.

Kyse oli laserpulssin nopeudesta etenemisuunnassaan, eli aluksen siirtymää ei tarvitse huomioida.

Tarkennetaan nyt vielä että onko pulsiin reitti esim. sellainen että se lähtee kyljestä, etu- ja takapään puolesta välistä, kulkee aluksen poikki kunnes saavuttaa aluksen vastakkaisen kyljen etu- ja takapään puolestavälistä?

Jos aluksen nopeus olisikin 0.99999... c, niin että pulssi saavuttaisi vastakkaisen kyljen vasta kun alus on toisessa galaksissa, niin vieläkö maasta mitaten pulssi etenikin vain yhden valosekunnin?

Kun lasepulssin nopeus on 1c ja aluksen noin 1c niin kulma lasepulssin kulma aluksen suhteen on 45 astetta. Eli alus olisi ehtinyt etenemään 1 cs, eli 300 000 km. Alus ei olisi siis lähelläkään toista galaksia. Näin siis jos aluksen nopeutta mitataan maan koordinaatistosta. Aina kun ilmoitetaan nopeus pitäisi kertoa kenen mittaamana, jotta ei tule väärinkäsityksiä.

Senhän vuoksi juuri laserpulssin täytyisi ylittää valonnopeus, jotta se ehtisi myös aluksen koordinaatistossa aluksen poikittaismatkan siinä vähäisessä ajassa joka siihen on käytettävissä, jotta sen reitti aluksen suhteen säilyisi yhdenvertaisena molemmissa tapauksissa. Ei kai nyt voida olettaa että se laserpulssi menisi (eri koordinaatistoista tarkastellen) eri kohdasta sisään ja tulisi ulos, koska silloin pitäisi olla kaksi eri todellisuutta.

Ohman
Liittynyt17.10.2010
Viestejä1637
aggris aggris

Paul Kustaanheimo arvosteli kitkerästi suhteellisuusteoriaa. 70-luvulla hän kirjoitti jossakin lehdessä (muistaakseni Kanavassa) kansantajuisen artikkelin, jonka mukaan suhteellisuusteorian "pätevyys" jossain merkittävässä asiassa perustuu sattumaan. Joku taivaankappale vain sattuu olemaan tietyssä juuri oikeassa asennossa.

Kustaanheimo ja Raimo Lehti kehittivät vaihtoehtoisen suhteellisuusteorian, joka noteerattiin Wheelerin gravitaatiokirjassakin, mutta TKK:lla tehty tarkka mittaus ei antanut teorian ennustamaa tulosta.

Eräässä tiedelehdessä (saattoi olla Physics Letters, mutta luultavammin arvovaltaisempi) 80-luvulla osoitettiin, että jos suomalaisen Einsteinin kilpailijan Gunnar Nordströmin teoriaa täydennetään sopivalla lisätermillä, saadaan kaikki suhteellisuusteorian efektit.

Jerevanin yliopiston professori O.K.Davtyan esitti 70-luvulla oman suhteellisuusteoriansa journaalissa Annalen der Physik, samassa, missä Einstein aikoinaan:

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/andp.19784900204/abstract

Berliinin yliopiston professori Hagen Kleinert (400 tiet. julk.) on kehitellyt suhteellisuusteoriaa korvaavaa, mutta myös paljon laaja-alaisempaa mallia, jossa avaruuden ajatellaan koostuvan defekteistä, etäänlaisista kidevirheistä. Muun muass nobelisti `t Hooft tuntuu kiinnostuneelta "Planckin-Kleinertin kiteestä" 

http://en.wikipedia.org/wiki/World_crystal

http://users.physik.fu-berlin.de/~kleinert/papers/planckklcZN.pdf

Oman maallikonnäkemykseni mukaan tapahtumien taustat tulevat löytymään vakuumista, jossa kaiken materian juurien uskon olevan. Kleinertin toteamus, että tulemme yllättymään, kun pääsemme tutkimaan Planckin vakion kokoluokan ilmiöitä, viittaa mielestäni samaan suuntaan

http://users.physik.fu-berlin.de/~kleinert/kleinert/?p=worldcrystal

Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian kilpailijoita on kehitetty lukuisia. Näistä kertoo esim. Clifford M. Will : Theory and Experiment in Gravitational Physics,Revised Edition (Cambridge University Press 1993).

Testejä on myös tehty lukuisia ja toistaiseksi Einstein pitää hyvin pintansa.

Testeistä: Clifford M. Will:The confrontation between general relativity and experiment. Living Rev. Relativity 9. http://www.livingreviews.org/lrr-2006-3/

Päivitetty versio:http://www.livingreviews.org/lrr-2014-4/

Ohman

Goswell
Liittynyt8.3.2010
Viestejä8352
Nature
Trash
Nature
Trash
Nature
Yksinkertaisempi esimerkki:

Alus, jonka pituus on 20 cs ja halkaisija on 1 cs, etenee maasta mitattuna nopeudella 0,8 c kohti aurinkoa. Laserpulssi kulkee aluksen poikki, jolloin se maasta mitaten (aluksen kyljestä toiseen) kestää 1 s.

Maasta vinkkelistä laserpulssi kulkee myös aluksen kulkusuunnassa sen 0.8 cs. Eli kokonaismatka 1.28 cs.

Kyse oli laserpulssin nopeudesta etenemisuunnassaan, eli aluksen siirtymää ei tarvitse huomioida.

Tarkennetaan nyt vielä että onko pulsiin reitti esim. sellainen että se lähtee kyljestä, etu- ja takapään puolesta välistä, kulkee aluksen poikki kunnes saavuttaa aluksen vastakkaisen kyljen etu- ja takapään puolestavälistä?

Jos aluksen nopeus olisikin 0.99999... c, niin että pulssi saavuttaisi vastakkaisen kyljen vasta kun alus on toisessa galaksissa, niin vieläkö maasta mitaten pulssi etenikin vain yhden valosekunnin?

Kun lasepulssin nopeus on 1c ja aluksen noin 1c niin kulma lasepulssin kulma aluksen suhteen on 45 astetta. Eli alus olisi ehtinyt etenemään 1 cs, eli 300 000 km. Alus ei olisi siis lähelläkään toista galaksia. Näin siis jos aluksen nopeutta mitataan maan koordinaatistosta. Aina kun ilmoitetaan nopeus pitäisi kertoa kenen mittaamana, jotta ei tule väärinkäsityksiä.

Senhän vuoksi juuri laserpulssin täytyisi ylittää valonnopeus, jotta se ehtisi myös aluksen koordinaatistossa aluksen poikittaismatkan siinä vähäisessä ajassa joka siihen on käytettävissä, jotta sen reitti aluksen suhteen säilyisi yhdenvertaisena molemmissa tapauksissa. Ei kai nyt voida olettaa että se laserpulssi menisi (eri koordinaatistoista tarkastellen) eri kohdasta sisään ja tulisi ulos, koska silloin pitäisi olla kaksi eri todellisuutta.

Tuo kulmamuutos on väärin, kiihtymättömässä aluksessa valopulssi kulkee täysin suoraan sekunnissa laidasta laitaan, maassa se vain nähdään väärin aikamuutoksen ja etäisyys muutoksen takia, ts informaatio valuu hiukan alle valonnopeudella liikkuvasta aluksesta todella hitaasti, valo näyttää käyttävän matkaan paljon pidemmän ajan kuin se todellisuudessa käyttää, osumapiste näkyy maahan juuri vastakkaisella puolella kuten pitääkin, mutta  aluksen etäisyys on jo 300000 kilometriä kauempana kun info siitä osumasta alkaa siirtyä kohti maata, tuokin sotkee ja se matka maahan vasta ottaakin aikaa.

Minun mielestä noin.

Nature
Liittynyt15.1.2014
Viestejä4546
Goswell

Tuo kulmamuutos on väärin, kiihtymättömässä aluksessa valopulssi kulkee täysin suoraan sekunnissa laidasta laitaan, ...

Ei kulje kun se tulee aluksen ulkopuolelta toisesta seinämästä sisään ja toisesta ulos (ei siis lähde aluksesta vaan jostain aluksen ulkopuolelta), maasta katsoen laserpulssi kulkee avaruudessa suoraan, mutta alukseen nähden vinoon koska alus etenee samanaikaisesti. Eikä sitä tarvitse maasta tarkkailla vaan aluksen kohdalla paikasta joka on maan suhteen levossa (eli maan koordinaatistosta mutta itse tapahtumapaikalla).

Laserpulssi kulkee siis vinoon aluksen suhteen, suhteellisesta liikkeestä johtuva kulma ei toki ole yhtä suuri molemmissa, koska maan koordinaatiston mukaan alus näyttäisi (suhtiksen mukaan) lyhentyneeltä. Aluksessa olijoiden mielestä kulma olisi huomattavasti suurempi kuin maan suhteen levossa olevan tarkkailijan mielestä, koska he kokisivat itse aluksensa normaalikokoiseksi.

Nyt jos se kiihdyttäneen aika oikeasti käy hitaammin (kuten teoria edellyttää), niin sen etenemissuuntaan nähden poikittaisen laserpulssin täytyisi kulkea vastaavasti nopeammin aluksen poikki, jotta se ylipäätään ehtii toiselle seinälle aluksen pituuden puitteissa (tarkemmin samoista kohdista alusta sisään ja ulos molempien koordinaatistojen näkökulmasta). Esim. yläikkunasta sisään ja alaikkunasta ulos.

Näin on pakko olla, jos poikittaissuunnassa ei tapahtuisi vastaavaa "pituuskontraktiota", koska tällöin poikittainen matka on sama kuin maan koordinaatistossa, mutta aika huomattavasti lyhyempi, jolloin laserpulssin vaakasuora nopeus tulisi suhteesta c' = s / t', jos s = aluksen leveys ja t' = hidastunut aika.

Muuten kyllä pätisi että c = s / t ja c = s' / t', jossa s = matka maan koordinaatistossa ja aika maan koordinaatistossa ja vastaavasti liikkuvassa koordinaatistossa.

Trash
Liittynyt25.2.2010
Viestejä1221
Nature

Nyt jos se kiihdyttäneen aika oikeasti käy hitaammin (kuten teoria edellyttää), niin sen etenemissuuntaan nähden poikittaisen laserpulssin täytyisi kulkea vastaavasti nopeammin aluksen poikki, jotta se ylipäätään ehtii toiselle seinälle aluksen pituuden puitteissa (tarkemmin samoista kohdista alusta sisään ja ulos molempien koordinaatistojen näkökulmasta). Esim. yläikkunasta sisään ja alaikkunasta ulos.

Se aluksessa oleva tarkkailija ei voi mitata valon kulkuaikaa vain yhteen suuntaan. Jos tarkkailija on vaikka siellä yläikkunassa, napsauttaa kellonsa kun pulssi tulee sisään ja katsoo koska pulssi pujahtaa alaikkunasta. Sehän tarkoittaa että informaatio pitää palata takaisin sieltä alaikkunalta sinne yläikkunalla oleskelevalle tarkkailijalle. Ja maan tarkkailijan vinkkelista se inrormaation paluu yläikkunan tarkkailijalle sitten kestääkin kauan, eli voi todeta aluksen touhujen hidastuneen.

Goswell
Liittynyt8.3.2010
Viestejä8352
Nature
Goswell

Tuo kulmamuutos on väärin, kiihtymättömässä aluksessa valopulssi kulkee täysin suoraan sekunnissa laidasta laitaan, ...

Ei kulje kun se tulee aluksen ulkopuolelta toisesta seinämästä sisään ja toisesta ulos (ei siis lähde aluksesta vaan jostain aluksen ulkopuolelta), maasta katsoen laserpulssi kulkee avaruudessa suoraan, mutta alukseen nähden vinoon koska alus etenee samanaikaisesti. Eikä sitä tarvitse maasta tarkkailla vaan aluksen kohdalla paikasta joka on maan suhteen levossa (eli maan koordinaatistosta mutta itse tapahtumapaikalla).

Laserpulssi kulkee siis vinoon aluksen suhteen, suhteellisesta liikkeestä johtuva kulma ei toki ole yhtä suuri molemmissa, koska maan koordinaatiston mukaan alus näyttäisi (suhtiksen mukaan) lyhentyneeltä. Aluksessa olijoiden mielestä kulma olisi huomattavasti suurempi kuin maan suhteen levossa olevan tarkkailijan mielestä, koska he kokisivat itse aluksensa normaalikokoiseksi.

Nyt jos se kiihdyttäneen aika oikeasti käy hitaammin (kuten teoria edellyttää), niin sen etenemissuuntaan nähden poikittaisen laserpulssin täytyisi kulkea vastaavasti nopeammin aluksen poikki, jotta se ylipäätään ehtii toiselle seinälle aluksen pituuden puitteissa (tarkemmin samoista kohdista alusta sisään ja ulos molempien koordinaatistojen näkökulmasta). Esim. yläikkunasta sisään ja alaikkunasta ulos.

Näin on pakko olla, jos poikittaissuunnassa ei tapahtuisi vastaavaa "pituuskontraktiota", koska tällöin poikittainen matka on sama kuin maan koordinaatistossa, mutta aika huomattavasti lyhyempi, jolloin laserpulssin vaakasuora nopeus tulisi suhteesta c' = s / t', jos s = aluksen leveys ja t' = hidastunut aika.

Muuten kyllä pätisi että c = s / t ja c = s' / t', jossa s = matka maan koordinaatistossa ja aika maan koordinaatistossa ja vastaavasti liikkuvassa koordinaatistossa.

Ah, ymmärsin väärin, sorry.

Minun mielestä noin.

Nature
Liittynyt15.1.2014
Viestejä4546
Trash
Nature

Nyt jos se kiihdyttäneen aika oikeasti käy hitaammin (kuten teoria edellyttää), niin sen etenemissuuntaan nähden poikittaisen laserpulssin täytyisi kulkea vastaavasti nopeammin aluksen poikki, jotta se ylipäätään ehtii toiselle seinälle aluksen pituuden puitteissa (tarkemmin samoista kohdista alusta sisään ja ulos molempien koordinaatistojen näkökulmasta). Esim. yläikkunasta sisään ja alaikkunasta ulos.

Se aluksessa oleva tarkkailija ei voi mitata valon kulkuaikaa vain yhteen suuntaan. Jos tarkkailija on vaikka siellä yläikkunassa, napsauttaa kellonsa kun pulssi tulee sisään ja katsoo koska pulssi pujahtaa alaikkunasta. Sehän tarkoittaa että informaatio pitää palata takaisin sieltä alaikkunalta sinne yläikkunalla oleskelevalle tarkkailijalle. Ja maan tarkkailijan vinkkelista se inrormaation paluu yläikkunan tarkkailijalle sitten kestääkin kauan, eli voi todeta aluksen touhujen hidastuneen.

Eli taas sotketaan sitä informaatioviivettä, joka ei pitäisi olla minkään teorian premissi, mukaan tarkasteluun. Jos tarkastellaan koordinaatistojen välisiä muutoksia, niitä tulee tarkastella siinä tilanteessa eikä jostain siitä kaukana olevista pisteistä. Kaikilla aluksissa olijoilla kellot käyvät samaan tahtiin niin ylä kuin alaikkunallakin ja ne tulee voida (ko. koordinaatiston sisällä) asettaa samaan aikaan. Eri koordinaatistojen välillä kellojen ei tarvitse käydä samaa aikaa, mutta saman koordinaatiston sisällä kyllä.

Nature
Liittynyt15.1.2014
Viestejä4546

Koska valo kulkee kaikkiin suuntiin samalla nopeudella, tieto kellonajasta voidaan siirtää tarkastelukoordinaatiston joka kolkkaan.

Trash
Liittynyt25.2.2010
Viestejä1221
Nature

Eli taas sotketaan sitä informaatioviivettä

Joka tarkoittaa viivettä myös vuorovaikutuksissa, siis aikadilaatiota

 

Nature

Koska valo kulkee kaikkiin suuntiin samalla nopeudella

Ei ole mitään menetelmää jolla osoittaa tuo todeksi. Ei oikeastaan perustetta edes olettaa näin olevan. Suhteellisuusteorian mukaisten havaintojen perusteella näyttäisi pikemminkin siltä että valo ei kulje kaikkiin suuntiin samalla nopeudella.

Eusa
Liittynyt16.2.2011
Viestejä9929
Trash
Nature

Eli taas sotketaan sitä informaatioviivettä

Joka tarkoittaa viivettä myös vuorovaikutuksissa, siis aikadilaatiota

 

Nature

Koska valo kulkee kaikkiin suuntiin samalla nopeudella

Ei ole mitään menetelmää jolla osoittaa tuo todeksi. Ei oikeastaan perustetta edes olettaa näin olevan. Suhteellisuusteorian mukaisten havaintojen perusteella näyttäisi pikemminkin siltä että valo ei kulje kaikkiin suuntiin samalla nopeudella.

Jokainen havaisija mittaa valolle rajanopeuden c, myös väliaineessa oleva havaitsija. Tämä on oma tutkimustulokseni.

Hienorakennevakio suoraan vapausasteista: 1 / (1^0+2^1+3^2+5^3+1^0/2^1*3^2/5^3) = 1 / 137,036

Nature
Liittynyt15.1.2014
Viestejä4546
Trash
Nature

Eli taas sotketaan sitä informaatioviivettä

Joka tarkoittaa viivettä myös vuorovaikutuksissa, siis aikadilaatiota

 

Nature

Koska valo kulkee kaikkiin suuntiin samalla nopeudella

Ei ole mitään menetelmää jolla osoittaa tuo todeksi. Ei oikeastaan perustetta edes olettaa näin olevan. Suhteellisuusteorian mukaisten havaintojen perusteella näyttäisi pikemminkin siltä että valo ei kulje kaikkiin suuntiin samalla nopeudella.

Kyseessä oli suora lainaus eräästä ES kurssista ;-)

Täytyyhän nyt saman koordinaatiston puitteissa voida kellot synkronoida. Lähetetään pulssit edestakaisin ja puolitetaan matkaan kulunut viive. Helppoa ja yksinkertaista.

Trash
Liittynyt25.2.2010
Viestejä1221
Nature
Trash
Nature

Eli taas sotketaan sitä informaatioviivettä

Joka tarkoittaa viivettä myös vuorovaikutuksissa, siis aikadilaatiota

 

Nature

Koska valo kulkee kaikkiin suuntiin samalla nopeudella

Ei ole mitään menetelmää jolla osoittaa tuo todeksi. Ei oikeastaan perustetta edes olettaa näin olevan. Suhteellisuusteorian mukaisten havaintojen perusteella näyttäisi pikemminkin siltä että valo ei kulje kaikkiin suuntiin samalla nopeudella.

Kyseessä oli suora lainaus eräästä ES kurssista ;-)

Täytyyhän nyt saman koordinaatiston puitteissa voida kellot synkronoida. Lähetetään pulssit edestakaisin ja puolitetaan matkaan kulunut viive. Helppoa ja yksinkertaista.

Kerro mikä tahansa mittausmenetelmä jolla pystytään mittaamaan valon nopeus yhteen suuntaan. Yksisuuntaisesti pisteestä A pisteeseen B. Ei sellaista ole. Aberraatiokulmamittauksellakaan se ei onnistu pituuskontraktion aiheuttaman kulmamuutoksen takia. Tuo matka-ajan puolitus ei perustu mihinkään havaintoihin, vaan on 100%:sti arvaus.

Nature
Liittynyt15.1.2014
Viestejä4546
Trash

Kerro mikä tahansa mittausmenetelmä jolla pystytään mittaamaan valon nopeus yhteen suuntaan. Yksisuuntaisesti pisteestä A pisteeseen B. Ei sellaista ole. Aberraatiokulmamittauksellakaan se ei onnistu pituuskontraktion aiheuttaman kulmamuutoksen takia. Tuo matka-ajan puolitus ei perustu mihinkään havaintoihin, vaan on 100%:sti arvaus.

Valon nopeus on sama molempiin suuntiin saman koordinaatiston puitteissa, joten riittää että lähetetään signaali yhden kellon ajan hetkellä nolla, kun vastaanottaja saa sen hän nollaa kellponsa ja palautettaa pulssi takaisin. Nyt palanneen viestin vastaanottaja voi ilmoittaa toiseen mittauspisteeseen, kuinka paljon hänen tulee siirtää kelloaan eteenpäin (puolet kokonaisajasta), jotta kellot saadaan (kalibroitua) samaan aikaan.

Tämän jälkeen voidaan aloittaa nopeuden mittaus jollekin signaalille (esim. laserpulssille)  yhteisen aikakäsityksen pohjalta. Kun havaitsijat ovat samassa koordinaatistossa, tilanteessa ei tarvitse huomioida mitään pituuskontraktioita.

Veli H.
Liittynyt12.9.2012
Viestejä1574

Hankala ajatella tuota samaa koordinaatistoa, kun pää käy eri tahtia kuin jalat, montas nanosekuntia se ero onkaan?

Nature
Liittynyt15.1.2014
Viestejä4546
Veli H.

Hankala ajatella tuota samaa koordinaatistoa, kun pää käy eri tahtia kuin jalat, montas nanosekuntia se ero onkaan?

Ethän nyt viittaa epäinertiaaliseen koodinaatistoon?

Veli H.
Liittynyt12.9.2012
Viestejä1574
Nature
Veli H.

Hankala ajatella tuota samaa koordinaatistoa, kun pää käy eri tahtia kuin jalat, montas nanosekuntia se ero onkaan?

Ethän nyt viittaa epäinertiaaliseen koodinaatistoon?

Olen joskus funtsinut, missäs olis inertiaalinen koordinaatisto, ehkä kahden superclusterin välimaastossa, parempi etten fundeeraa

Ehkä siellä missä mikroaalotaustassa näkyy se "cold spot"?

muoks. korjasin epä poikkeen

Trash
Liittynyt25.2.2010
Viestejä1221
Nature
Trash

Kerro mikä tahansa mittausmenetelmä jolla pystytään mittaamaan valon nopeus yhteen suuntaan. Yksisuuntaisesti pisteestä A pisteeseen B. Ei sellaista ole. Aberraatiokulmamittauksellakaan se ei onnistu pituuskontraktion aiheuttaman kulmamuutoksen takia. Tuo matka-ajan puolitus ei perustu mihinkään havaintoihin, vaan on 100%:sti arvaus.

Valon nopeus on sama molempiin suuntiin saman koordinaatiston puitteissa, joten riittää että lähetetään signaali yhden kellon ajan hetkellä nolla, kun vastaanottaja saa sen hän nollaa kellponsa ja palautettaa pulssi takaisin. Nyt palanneen viestin vastaanottaja voi ilmoittaa toiseen mittauspisteeseen, kuinka paljon hänen tulee siirtää kelloaan eteenpäin (puolet kokonaisajasta), jotta kellot saadaan (kalibroitua) samaan aikaan.

Tämän jälkeen voidaan aloittaa nopeuden mittaus jollekin signaalille (esim. laserpulssille)  yhteisen aikakäsityksen pohjalta. Kun havaitsijat ovat samassa koordinaatistossa, tilanteessa ei tarvitse huomioida mitään pituuskontraktioita.

Ensin päätetään, ihan hatusta vetäen, että valon nopeus on sama molempiin suuntiin. Tämän oletuksen perusteella synkronoidaan kellot. Ja kas, näillä kelloilla mitaten sen laserin eli valon nopeus molempiin suuntiin tosiaan näyttää olevan sama. Todistiko tämä jotakin?

Erikoisinta tässä on se, että sinulla on toisessa vaakakupissa (a) molempiin suuntiin vakio valon nopeus, ja toisessa vaakakupissa (b) eri koordinaatistosta (maa) havaittava valon nopeuden epäsymmetria paikalliseen (aluksen yläikkunalla) havaitsijaan.
Vaihtoehto b on looginen seuraus ja tuottaa suhteellisuusteorian mukaisen aikadilaation. Mutta on ristiriidassa pelkän uskon varassa olevan vaihtoehdon a kanssa. Miksi kummassa epäilet vaihtoehtoa b, mutta et vaihtoehtoa a??

jussipussi
Liittynyt6.12.2009
Viestejä24887

Mites tältä kantilta. Surffattaisiin aika-avaruuden aalloilla?

An Alcubierre warp drive bubble, showing spatial compression ahead of the bubble, and spatial expansion behind (Image: NASA)

The warp drive broke away from being a wholly fictional concept in 1994, when physicist Miguel Alcubierre suggested that faster-than-light (FTL) travel was possible if you remained still on a flat piece of spacetime inside a warp bubble that was made to move at superluminal velocity. Rather like a magic carpet. The main idea here is that, although no material objects can travel faster than light, there is no known upper speed to the ability of spacetime itself to expand and contract. The only real hint we have is that the minimum velocity of spacetime expansion during the period of cosmological inflation was about 30 million billion times the speed of light.

http://www.gizmag.com/warp-drive-bubble-nasa-interstellar/24392/

JPI
Liittynyt5.12.2012
Viestejä18107
Trash

Ensin päätetään, ihan hatusta vetäen, että valon nopeus on sama molempiin suuntiin.

Ei se ole hatusta vaan aivoista, sillä kumpaan ja mihin suuntaan se valonnopeus olisi erilainen, heh? Jas Matti on vasemmalla ja Teppo oikealla, niin mene molempien taakse ja katso uudelleen,.Tarkoitta sitä, että pitää olla aika idiootti jos ei ymmärrä avaruuden olevan isotrooppien, siis ei siinä mikään suunta ero muista suunnista millä mitattavalla tavalla.

3³+4³+5³=6³

Trash
Liittynyt25.2.2010
Viestejä1221
JPI
Trash

Ensin päätetään, ihan hatusta vetäen, että valon nopeus on sama molempiin suuntiin.

Ei se ole hatusta vaan aivoista, sillä kumpaan ja mihin suuntaan se valonnopeus olisi erilainen, heh? Jas Matti on vasemmalla ja Teppo oikealla, niin mene molempien taakse ja katso uudelleen,.Tarkoitta sitä, että pitää olla aika idiootti jos ei ymmärrä avaruuden olevan isotrooppien, siis ei siinä mikään suunta ero muista suunnista millä mitattavalla tavalla.

Jos ei tarkastella eri koordinaatistosta, niin eihän sillä mitään merkitystä ole. Eroa ei voi havaita, eikä ole mitattavissa. Mutta älämölö nousee kun tarkastellaankin eri koordinaatistossa ja ollaan symmetrisen valonnopeuden uskossa.

Nature
Liittynyt15.1.2014
Viestejä4546

Tuli muuten mieleen tuosta esimerkistä, jossa todetaan ettei ole väliä liikkuuko magneetti kelan suhteen vai kela magneetin suhteen. Ei tietenkään ole, koska se kela on lähtökohtaisesti passiivnen objekti (periaatteessa pelkkää lankaa) ja se magneetti aktiivinen (omaa kentän), eli siihen kelaan muodostuvan virran aiheuttava objekti. Ihan sama kumpi liikkuu niin sen kelan liikkuessaan olemassaolevan magneettikentän suhteen, aiheuttuu virta kelaan. Ei se mistään nopeuksien yhteenlaskusta riipu.

Joskus näissä suhtisasioissa on kerta kaikkiaan kummallisia perusteluita.

Trash
Liittynyt25.2.2010
Viestejä1221
Nature

"Samanaikaisuus on suhteellista". Jos saamme mars-mönkijältä viestin klo 9:00 ja kuvittelemme radiosignaalin matkaavan tänne 15 minuuttia, niin meidän mielestämme mönkijä lähetti viestin 8:45. Mutta kuten sanottu, "samanaikaisuus on suhteellista", eli jonkun toisen mielestä se tapahtui 8:55. "Todellisesta" samanaikaisuutta me emme tiedä. Se edellyttaisi tietoa valon nopeuden epäsymmetrisyydestä meihin nähden ja sitä ei suhtellisuusteorian mukaisten ilmiöiden takia voi mitenkään havaita eikä mitata.

Otetaan vielä vaikka kelloesimerkki: Sen avaruusaluksen yläikkunassa oleva synkronoi kaksi kelloa näytämään samaa aikaa ja pyytaa kaverinsa viemään toisen kellon alaikkunan luokse. Kun kelloa kuljetetaan, havaitsee maan tarkkailija kellon etenevän silloin hitaammin kuin alus, jolloin kellon käynti nopeutuu. Kun aluksella mitataan pulssin kulkuaika yläikkunasta alaikkunaan, saa aluksella olijat jälleen tulokseksi c, koska kellot, maan tarkkailijan vinkkelistä, käyvät eri aikaa.

Jos tapahtumia tarkkaillaan samasta koordinaatistosta, niin eihän asialla oikeasti ole merkitystä. Koska asiaa ei voi mitenkään mitata, niin ei sillä ole silloin vaikuta mihinkään muuhunkaan, joten ihan sama lähettikö se mönkijä "oikeasti" viestinsä 8:45 vai 8:55. Merkitsevää on vain edestakaisen radiosignaalin kulkuaika.

Joo, kyllähän siellä vielä lukee "koska valo kulkee samalla nopeudella kaikkiin suuntiin..". Ikäänkuin se olisi jossain todistettu.

Nature
Liittynyt15.1.2014
Viestejä4546
Trash

Joo, kyllähän siellä vielä lukee "koska valo kulkee samalla nopeudella kaikkiin suuntiin..". Ikäänkuin se olisi jossain todistettu.

Sitä se teoria edellyttää, että valon nopeus on havaitsijasta riippumatta c. Nyt jos kaksi havaitsijaa on toistensa suhteen levossa, niin vääjäämättä tuosta automaattisesti seuraa että valon nopeus niiden havaitsijoiden suhteen on c, jolloin heidän kellonsa voidaan keskenään synkronoida yhteismitallisiksi edestakaisen pulssin avulla matkan kestoaika puolittamalla, käyvätpä ne kellot sitten hitaammin tai nopeammin kuin maan koordinaatistossa.

Ei niiden maan kellojen suhteen tarvitsekaan käydä samalla nopeudella. Siitähän juuri on kyse että jos aluksessa kellot käyvät hitaammin (inertiaalikoordinaatiston vaihdon seurauksena) niin siiloin kaikki liike maan koordinaatsitossa vastaavasti nopeutuu siihen kiihdyttäneeseen nähden.

Kerroin vain miten se voidaan periaatteessa kokeellisesti osoittaa, ilman että aluksen tarvitsee palata takaisin kellojen tarkistusta varsten. Jos hidastuminen koordinaatiston vaihdon myötä tapahtuu, sen täytyy tapahtua aidosti joka hetki ilman että meidän tarvitsee huomioida informaatioviiveitä eri koordinaatistojen paikkojen (käytännössä koordinaatistojen eri paikoissa sijaitsevien havaitsijoiden) suhteen, jotka asiaan liittyy.

Mittaus tapahtumapaikailla, eli pelkästään eri koordinaatistojen suhteen, riiittää. Siitä vain seuraa että se suhteellinen ylivalonnopeus on edellytyksenä. Jos toinen kerran (koordinaatiston vaihdon myötä) hidastuu niin toinen suhteessa nopeutuu, pakkohan tuo suhteellinen  muutos täytyy olla hetkellisestikin mitattavissa eikä niin että pitää odottaa jollekin paikalle tietyssä koordinaatistossa palaamista.

Eusa
Liittynyt16.2.2011
Viestejä9929

Ei riitä, että havaitsijat ovat levossa, edes toistensa suhteen. Pitää olla levossa euklidisessa laakeassa avaruusajassa ja myös kohteen ja kaiken näitten välisen avaruuden tulee olla samoin eli sellaista tilannetta ei todellisuudessa esiinny. Oikeastaan koko kaikkeuden tulisi olla täysin tasaista olemattomuutta, että valon nopeus ja mitat olisivat yhteisessä koordinaatistossa kaikille samat.

Yksi havaitsija mittaa kaikista suunnista vastaanottamalleen valolle nopeuden c kuten toinenkin havaitsija, mutta he näkevät samojakin etäisyyksiä eri mittaisina. On mahdotonta sopia, että joidenkin kohteiden etäisyys olisi jollakin hetkellä jotain. voidaan vain sopia, että mittamiseen käytetty mittari, valon vakionopeus, on sama.

Samalla tavalla kuin fysiikan kehitystä haittaa se, että perinteisesti kuvitellaan kappaleiden vetävän toisiaan puoleensa, kun ne oikeasti kiihdyttävät ainestaan tilaa vasten, samoin se, että esim. väliaineessa kuvitellaan valon etenevän muulla nopeudella kuin c, haittaa kehitystä - se kulkee hitaammin vain eri koordinaatistossaan, jokaisen väliaineen kohtion kohdalla sen nopeus on c.

Hienorakennevakio suoraan vapausasteista: 1 / (1^0+2^1+3^2+5^3+1^0/2^1*3^2/5^3) = 1 / 137,036

Nature
Liittynyt15.1.2014
Viestejä4546

Oleellista on, että liikenopeutta muuttaneen ja matkan tehneen kellon on käytävä hitaammin kuin paikallleen jääneen joka hetki, eikä niin että palattuaan takaisin kellot ja kaikki muu vain humpsahtavat eri aikoihin. Kyllä se kellojen suhteellinen käyntiero täytyy olla mitattavissa (tai ainakin laskettavissa) missä tahansa satunnaisissa pisteessä ao. matkalla.

Samalla tuo tarkoittaa sitä, että kaikki muutokset (siis myös vuorovaikutukset), jotka tapahtuvat lepäävässä koordinaatistossa etenevät suhteessa nopeammin. Ei vanheneminenkaan tapahdu itsestään (aikaa rukkaamalla) vaan se on vuorovaikutusprosessi.

PS. Eihän sateellitin kellojakaan joka kerta erikseen maahan tuoda tarkastettavaksi minkälainen aikaero niissä on maan kelloihin nähden.

Trash
Liittynyt25.2.2010
Viestejä1221
Nature
Trash

Joo, kyllähän siellä vielä lukee "koska valo kulkee samalla nopeudella kaikkiin suuntiin..". Ikäänkuin se olisi jossain todistettu.

Sitä se teoria edellyttää, että valon nopeus on havaitsijasta riippumatta c. Nyt jos kaksi havaitsijaa on toistensa suhteen levossa, niin vääjäämättä tuosta automaattisesti seuraa että valon nopeus niiden havaitsijoiden suhteen on c

Ei edellytä. Asian saarnaaminen, vaikka kuinka väkevästi, ei tee siitä ilman senkummempia perusteita yhtään todempaa. Maan tarkkailija voi todistaa käsi raamatulla että valo vilahtaa aluksen yläikkunasta alaikkunaan nopeammin kuin alaikkunasta yläikkunaan ja että alaikkunan kello on edellä verrattuna yläikkunan kelloon. Silti aluksessa olijoiden kantilta teoria toimii täysin. Teoria siis sallii valon kulkea eri suuntiin eri nopeudella, kunhan sen edestakainen kulkuaika noudattaa valonnopeutta. Kun tämä huomioidaan, niin suhteellisuusteorian ilmiötkään eivät enää vaikuta paradoksaalisilta.

Nature
Liittynyt15.1.2014
Viestejä4546
Trash
Nature
Trash

Joo, kyllähän siellä vielä lukee "koska valo kulkee samalla nopeudella kaikkiin suuntiin..". Ikäänkuin se olisi jossain todistettu.

Sitä se teoria edellyttää, että valon nopeus on havaitsijasta riippumatta c. Nyt jos kaksi havaitsijaa on toistensa suhteen levossa, niin vääjäämättä tuosta automaattisesti seuraa että valon nopeus niiden havaitsijoiden suhteen on c

Ei edellytä. Asian saarnaaminen, vaikka kuinka väkevästi, ei tee siitä ilman senkummempia perusteita yhtään todempaa. Maan tarkkailija voi todistaa käsi raamatulla että valo vilahtaa aluksen yläikkunasta alaikkunaan nopeammin kuin alaikkunasta yläikkunaan ja että alaikkunan kello on edellä verrattuna yläikkunan kelloon. Silti aluksessa olijoiden kantilta teoria toimii täysin. Teoria siis sallii valon kulkea eri suuntiin eri nopeudella, kunhan sen edestakainen kulkuaika noudattaa valonnopeutta. Kun tämä huomioidaan, niin suhteellisuusteorian ilmiötkään eivät enää vaikuta paradoksaalisilta.

Miksi sotket tilanteeseen toista koordinaatistoa kun kyse on kahden kellon synkronoinnista samassa koordinaatistossa. Kahden eri koordinaatiston välillä kelloja ei saa samalla tavalla synkronoitua.

http://www.oulu.fi/tf/johdatus_suhteellisuusteoriaan/luennot/monjst.pdf

Normal
0

false
false
false

EN-US
X-NONE
X-NONE

/* Style Definitions */
table.MsoNormalTable
{mso-style-name:"Table Normal";
mso-tstyle-rowband-size:0;
mso-tstyle-colband-size:0;
mso-style-noshow:yes;
mso-style-priority:99;
mso-style-parent:"";
mso-padding-alt:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt;
mso-para-margin-top:0cm;
mso-para-margin-right:0cm;
mso-para-margin-bottom:10.0pt;
mso-para-margin-left:0cm;
line-height:115%;
mso-pagination:widow-orphan;
font-size:11.0pt;
font-family:"Calibri","sans-serif";
mso-ascii-font-family:Calibri;
mso-ascii-theme-font:minor-latin;
mso-hansi-font-family:Calibri;
mso-hansi-theme-font:minor-latin;}

Samanaikaisuuden suhteellisuuden suora seuraus on se, että yhdessä inertiaalikoordinaatistossa synkronoidut kellot eivät ole välttämättä synkronoituja toisessa inertiaalikoorinaatistossa.

Tuossakin käy selvästi ilmi että saman inertiaalikoordinaatiston sisällä kellot ovat keskenään synkronoitavissa. Tämän jälkeen nopeuden kannalta on kyse enää siitä, mikä on matkan ja kelloilla mitattujen aikaeron suhde. Nyt jos mitat eivät muutu poikittaisessa suunnassa, niin siitä seuraa että matkojen pysyessä lepokoordinaatistoa vastaavina, mutta ajan hidastuessa näiden suhteena saatu nopeus on vastaavasti suurempi.

Trash
Liittynyt25.2.2010
Viestejä1221
Nature
Samanaikaisuuden suhteellisuuden suora seuraus on se, että yhdessä inertiaalikoordinaatistossa synkronoidut kellot eivät ole välttämättä synkronoituja toisessa inertiaalikoorinaatistossa.

Tuossakin käy selvästi ilmi että saman inertiaalikoordinaatiston sisällä kellot ovat keskenään synkronoitavissa.

Se että eri inertiaalikoordinaatistoissa olevat kellot eivät ole synkronoitassa tarkoita, että ne samassa koordinaatistossa olisivat. Lähetetään radiosignaali mars-mönkijälle klo 9:00, monkijä vastaa heti saatuaan signaalin, ja me saamme vastauksen 9:30. Väität että mönkijä vastasi kello 9:15. Miten tuo väite on kumottavissa? Ei mitenkään. Vaikka radiosignaalin etenemisnopeus olisi erisuuntiin erilainen (mutta edestakainen viive c:n mukainen), toteutuisi edelleenkin suhteellisuusteorian mukaiset ennusteet.

Nature
Liittynyt15.1.2014
Viestejä4546
Trash
Nature
Samanaikaisuuden suhteellisuuden suora seuraus on se, että yhdessä inertiaalikoordinaatistossa synkronoidut kellot eivät ole välttämättä synkronoituja toisessa inertiaalikoorinaatistossa.

Tuossakin käy selvästi ilmi että saman inertiaalikoordinaatiston sisällä kellot ovat keskenään synkronoitavissa.

Se että eri inertiaalikoordinaatistoissa olevat kellot eivät ole synkronoitassa tarkoita, että ne samassa koordinaatistossa olisivat. Lähetetään radiosignaali mars-mönkijälle klo 9:00, monkijä vastaa heti saatuaan signaalin, ja me saamme vastauksen 9:30. Väität että mönkijä vastasi kello 9:15. Miten tuo väite on kumottavissa? Ei mitenkään. Vaikka radiosignaalin etenemisnopeus olisi erisuuntiin erilainen (mutta edestakainen viive c:n mukainen), toteutuisi edelleenkin suhteellisuusteorian mukaiset ennusteet.

Yhdessä ja samassa koordinaatistossa olevilla täytyy olla sama käsitys tapahtumien kestosta (vaikkapa sekunnin määritelmän mukaisena) ja etäisyyksistä (vaikkapa metrin määritelmän mukaisena), muuten minkäänlaisen teorian muodostaminen ei ole ylipäätään mahdollista, koska variansseja olisi liikaa. Radiosignaali mönkijälle ja takaisin ei tapahdu samassa inertiaalikoordinaatistossa olevien välillä. Siksi siihen ei olekaan luottamista, enkä siis väitä että mönkijä vastasi 9:15.

Suhteellisuusteoriaa en ole ollut kumoamassa, kerroin vain näkemykseni siitä millaisessa tilanteessa suhteellinen ylivalonnopeus pitäisi olla havaittavissa. Informaation siirto valoa nopeammin ei ole tällä tavoin kuitenkaan mahdollista - vain havainto sellaisesta.

En lähde asialla enempää spekuloimaan.

Edit: Periaatteessa informointi ylivalonnopeudella voisi olla mahdollista, jos lepokoordinaastistosta tulisi pulsseja jatkuvasti, jolloin yksittäisen pulsssin peilaaminen ohi vastaanottajan antaisi tiedon muutoksesta nopeammin kuin erikseen liikkuvasta koordinaatistosta lähetetty pulssi.

Trash
Liittynyt25.2.2010
Viestejä1221
Nature

Yhdessä ja samassa koordinaatistossa olevilla täytyy olla sama käsitys tapahtumien kestosta (vaikkapa sekunnin määritelmän mukaisena) ja etäisyyksistä (vaikkapa metrin määritelmän mukaisena), muuten minkäänlaisen teorian muodostaminen ei ole ylipäätään mahdollista, koska variansseja olisi liikaa.
Kyse on vähän samasta asiasta kuin pituuskontraktio. Nopeus aiheuttaa pituuskontraktion, mutta esimerkiksi avaruusaluksella olevat eivät voi sitä mitata. Sama juttu aikadilaation kanssa, eivät voi mitata muutosta ajankulussa. Aivan sama asia on valon, sähkömagneettisten aaltoliikkeen etenemisnopeuden symmetrisyyden kanssa. Nämä kaikki ilmiöt liittyvät toisiinsa. Jos väittää että valo etenee aina joka suuntaan samalla nopeudella, on kuin väittäisi että pituuskontraktiota ei tapahdu. Jos pituuskontraktio kielletään, ollaan ristiriidassa aikadilaation kanssa.
Nature
Radiosignaali mönkijälle ja takaisin ei tapahdu samassa inertiaalikoordinaatistossa olevien välillä. Siksi siihen ei olekaan luottamista, enkä siis väitä että mönkijä vastasi 9:15.
Tarkastelupiste on maan koordinaatisto, maasta käsin mitattu radiosignaalin kulkuaika. Mönkijän koordinaatistolla ei ole merkitystä, muutoin kuin dopplerilmiönä.

Nature
Liittynyt15.1.2014
Viestejä4546

Ongelmahan ei ollut pituuskontraktio, vaan leveyskontraktion puute. Jos "leveyssuunnassa" ei mitat muutu, mutta aikakäsitys muuttuu niin nopeudet ainakin näyttävät siinä suunnassa suuremmilta.

jussipussi
Liittynyt6.12.2009
Viestejä24887

Valon alivalonnopeus?

Glasgow'n yliopiston tutkimusryhmä on onnistunut rikkomaan yhden nykyfysiikan tärkeimmistä periaatteista. Yksittäisiä valohiukkasia eli fotoneita on saatu kulkemaan valon nopeutta hitaammin.

Fysiikan oppikirjojen mukaan valo kulkee tyhjiössä aina samalla nopeudella.

Väliaineessa kuten vedessä tai lasissa valo kulkee hitaammin, mutta se palaa heti suurempaan nopeuteen vapauduttuaan taas tyhjään tilaan.

Tai näin on käynyt aina tähän asti.

Nyt tehdyssä kokeessa skotlantilainen tutkimusryhmä käytti erityistä maskia, joka muutti fotonien muotoa. Näin muutetut fotonit laitettiin kilpasille tavallisten fotonien kanssa.

Vaikka ero oli erittäin pieni, muokatut fotonit liikkuivat hieman tavallisia fotoneita hitaammin.

"Tämä löytö todistaa yksiselitteisesti, että valon eteneminen voidaan hidastaa alle yleisesti hyväksytyn arvon 299 792 458 metriä sekunnissa, jopa kun matkataan ilmassa tai tyhjiössä", väittää tutkimuksessa mukana ollut Jacquiline Romero Glasgow'n yliopistosta.

Tutkijoiden mukaan tulos tulee todennäköisesti muuttamaan sitä, miten tiede tutkii ja näkee valon. Tulokset julkaistiin uusimmassa Science Express -lehdessä.

http://www.avaruus.fi/uutiset/kosmologia-ja-teoreettinen-fysiikka/ensimmaista-kertaa-historiassa-valo-saatiin-kulkemaan-valonnopeutta-hitaammin.html

Timppa21
Liittynyt8.4.2015
Viestejä1

Tuohon alkuperäiseen kaksi vastakkain valonnopeudella vastakkain tulevaa matkaajaa. Minusta kummankin matkustajan omasta mielestä he kohtaavat "omalla" valonnopeudella paikallaan olevan vastaantulian jonka kellokin on pysähtynyt. Heidän nopeusero on 2c mutta kohtaamis nopeus 1c.