Valonnopeuden saavuttaminen

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

On pitkä keppi, joka kiinnitetään kiinteän pisteen kautta autoon. Eli kun auto ajaa eteenpäin, keppi liikkuu näin:

http://koti.mbnet.fi/eee/img/speed.JPG

Auto ajaa etenpäin, keppi liikkuu. Mitä pitempi keppi on, sitä nopeammin sen pää liikkuu. Voiko se saavuttaa teoreettisesti valonnopeuden? Mitä kepille tapahtuu jos niin käy?

Sivut

Kommentit (99)

Vierailija

Jos keppi on äärettömän jäykkää ainetta, niin toimii.
Sellaista ei ole olemassa, joten ei toimi.

Vastaavasti: signaali voi edetä vain valon nopeudella.
Tehdään erittäin pitkä taysin jäykkä sauva.
Liikutetaan sitä ja tieto(signaali) menee perille äärettömän nopeasti.
Ei toimi.
Signaali etenee sauvassa äänen nopeudella.
Äänen nopeus siis sauvan materiaalin mukaan.

Eli kaikki sauvat ovat käytännössä jousia.
Signaali etenee kuten jousessa tai kuten ääniaalto ilmassa.

Vierailija
taas yksi viisas
signaali voi edetä vain valon nopeudella.

Miksi näin on? Mitä ihmeellistä siinä valonnopeudessa on?

Sanoit kuitenkin että teoriassa se toimii, joten kepin pää VOI saavuttaa ylivalonnopeuden?

Vierailija
stalker_the_soldat
taas yksi viisas
signaali voi edetä vain valon nopeudella.



Miksi näin on? Mitä ihmeellistä siinä valonnopeudessa on?

Sanoit kuitenkin että teoriassa se toimii, joten kepin pää VOI saavuttaa ylivalonnopeuden?

Ei voi. Ja siksi ei voi, koska tarvittaisiin äärettömästi energiaa ylläpitämään tarpeeksi jäykkää keppiä. Maailmassa on rajallinen määrä energiaa, joten tarpeeksi energiaa on mahdotonta saada.

Vierailija

Miksi se on juuri valon nopeus? Mitä ihmeellistä valossa on?

Kulkeehan valo valonnopeutta, joten ei se nyt äärettömästi vaadi energiaa. Joten keppi voisi kulkea valon nopeutta, mutta ei yhtään sen enempää?

Mikä on suurin nopeus jonka fyysinen kappale voi saavuttaa? Miten raja huomataan?

Vierailija
stalker_the_soldat
On pitkä keppi, joka kiinnitetään kiinteän pisteen kautta autoon. Eli kun auto ajaa eteenpäin, keppi liikkuu näin:

http://koti.mbnet.fi/eee/img/speed.JPG

Auto ajaa etenpäin, keppi liikkuu. Mitä pitempi keppi on, sitä nopeammin sen pää liikkuu. Voiko se saavuttaa teoreettisesti valonnopeuden? Mitä kepille tapahtuu jos niin käy?

Ei. Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian mukaan valonnopeus on vakio, ja vain massaton hiukkanen (sähkömagneettinen säteily/aaltoliike) voi saavuttaa valonnopeuden. Einsteinin suhteellisuusteorian mukaisesti mitä suuremmaksi nopeus kasvaa, sitä suuremmaksi kasvaa energia, eli toisinsanoen mitä nopeammin kappaletta liikutetaan, sitä enemmän energiaa liikeen luominen vaatii. Massalliset hiukkaset ovat siis ikuisesti tuomittuja liikkumaan valoa hitaammilla nopeuksilla, vaikka hiukkaskiihdyttimissä päästään hyvin lähelle valonnopeutta. Vaikka avaruusalus kulkisi täsmälleen valonsädettä kohti nopeudella 0.8/c, olisi suhteellinen nopeus silti vain c (valonnopeus), muuttuja olisi aika, ei nopeus.

Vierailija
stalker_the_soldat
Miksi se on juuri valon nopeus? Mitä ihmeellistä valossa on?

Kulkeehan valo valonnopeutta, joten ei se nyt äärettömästi vaadi energiaa. Joten keppi voisi kulkea valon nopeutta, mutta ei yhtään sen enempää?

Mikä on suurin nopeus jonka fyysinen kappale voi saavuttaa? Miten raja huomataan?

Ainoa asia mikä valossa on ihmeellistä on se että se on vakio, mikään ei vain liiku sitä lujempaa. Valolta (tai muulta massattomalta aaltoliikkeeltä) oman nopeutensa saavuttaminen ei vaadi ääretöntä energiaa. Massalliselta vaatii. Suurin hiukkaskiihdyttimessä saavutettu nopeus on muistaakseni luokkaa eli 99.9% valonnopeudesta, korjatkaa jos olen väärässä. Hyvin lähelle valonnopeutta voidaan siis päästä jos käytössä on suunnaton määrä energiaa, mutta saavuttaa sitä ei koskaan voi. Ei edes teoriassa, koska voima kasvaa äärettömäksi, ja äärentöntä energiamäärää ei koko universumista löydy. Se ihana Suhteellisuusteoria olisi kertonut tämänkin (ja todistanut matemaattisesti).

Vierailija

Eli auto-keppi -juttuni kaatuu siihen, että ei ole olemassa tarpeeksi energiaa... pitämään keppiä kasassa vai eikö auto jaksaisi mennä eteenpäin enää kun tietty nopeus saavutetaan kepin päässä?

Mielestäni Einsteinen teoria ei ole todiste millekkään vaikka miten voisi kaavoilla perustella. En ole kamasti tutustunut, mutta Einstein voi kuitenkin olla väärässä.

Vielä kysymyksiä: Miksi juuri valonnopeus eli noin 300 000 kilometriä sekunnissa? Onko tälle luvulle olemassa selitystä, edes Einsteinin kaavoissa? Miksei valonnopeus voisi olla ääretön tai vaikka 2 m/s?

Jos valonnopeuteen liittyy paljon energiaa, voisiko valon nopeusta puristaa energiaa? Onko hidastettu valo yhtä energipitoisaa?

Mitä tarkoittavat puheet ajan muuttumisesta jos mennään ylivalonnopeutta?

Älkää häiriintykö minun kysymyksistäni, olen vain utelias

mskomu
Seuraa 
Viestejä672
Liittynyt10.10.2005
stalker_the_soldat
Eli auto-keppi -juttuni kaatuu siihen, että ei ole olemassa tarpeeksi energiaa... pitämään keppiä kasassa vai eikö auto jaksaisi mennä eteenpäin enää kun tietty nopeus saavutetaan kepin päässä?

Mielestäni Einsteinen teoria ei ole todiste millekkään vaikka miten voisi kaavoilla perustella. En ole kamasti tutustunut, mutta Einstein voi kuitenkin olla väärässä.

Vielä kysymyksiä: Miksi juuri valonnopeus eli noin 300 000 kilometriä sekunnissa? Onko tälle luvulle olemassa selitystä, edes Einsteinin kaavoissa? Miksei valonnopeus voisi olla ääretön tai vaikka 2 m/s?

Jos valonnopeuteen liittyy paljon energiaa, voisiko valon nopeusta puristaa energiaa? Onko hidastettu valo yhtä energipitoisaa?

Mitä tarkoittavat puheet ajan muuttumisesta jos mennään ylivalonnopeutta?

Älkää häiriintykö minun kysymyksistäni, olen vain utelias

Se kaatuu siihen, että sekä auton että kepin massa kasvaa äärettömiin. Mitä nopeampaa kappale liikkuu, sen suuremmaksi sen massa kasvaa, sitä pitemmäksi kappale muuttuu ja sen hitaampaa aika kuluu sen kohdalla (verrattuna hitaampaa liikkuvaan kappaleeseen).
Esim. Jos isäsi kävisi heittämässä (hänen aikasi mukaan) 15min lenkin avaruudessa lähes valonnopeutta, takaisin tullessaan sinä olisit vanhempi kuin hän. Tämä on myös todistettu.
mm. nämä asiat ovat niin ihmeellisiä valonnopeudessa. Oikeastaan kaikki nämä ilmiöt toteutuvat myös kävelynopeuksissa, mutta käytännössä nopeuden pitää olla n. kymmenesosa valonnopeudesta ennen kuin ilmiöillä on käytännön merkitystä.

Ja valonnopeus on 300 000 km/s vain siksi, että se nyt vaan sattuu olemaan. Sille ei taida sen kummempia selityksiä löytyä. Jos asia kiinnostaa, niin ryhdy opiskelemaan fysiikkaa. Muistaakseni jo lukion kursseilla perehdytään jossain määrin näihin ilmiöihin.

voit laskea nopeuden vaikutukset kaavoista (laitan muistin varassa, joten korjatkaa, jos menee väärin)

m=m./("neliöjuuri"(1-v^2/c^2)), missä m. on kappaleen lepomassa (tarkoittaa sitä massaa, mikä kappaleella on, kun se on paikoillaan, c on valonnopeus tyhjiössä ja v on nopeus, millä laskettava kappale liikkuu).
Pituuden kaava menee samalla tavalla, mutta en nyt muista tarkalleen ajan kaavaa, taisi sekin olla jotain tuohon suuntaan.

Niin ja nämä ilmiöt on todistettu ihan käytännössäkin, eikä vain kaavoja pyörittelemällä. Avaruusmatkoille on otettu atomikelloja, jotka ovat todistaneet nämä seikat. Lisäksi hiukkaskiihdyttimissä on todistettu Einsteinin kaavoja. Sen lisäksi tämä on todistettu myös ilmakehän yläosissa syntyvien hiukkasten avulla.

Herra Tohtori
Seuraa 
Viestejä2613
Liittynyt18.3.2005

Okei. Tyhjiöllä on ominaisuudet nimeltä permittiivisyys ja permeabiliteetti, jotka liittyvät oleellisesti sähkömagneettisen aaltoliikkeen kulun nopeuteen väliaineessa. Tyhjiön permittiivisyys on pienin mahdollinen, ja tyhjiön permeabiliteetti on pienin mahdollinen, ja Maxwellin yhtälöiden mukaan

c = 1 / sqrt (ε0 * μ0)

jossa ε0 on permittiivisyys ja μ0 permeabiliteetti.

Tyhjiön permittiivisyys ja permeabiliteetti sattuvat meidän maailmankaikkeudessamme olemaan vakioita, joten valon tyhjiönopeuskin on vakio maailmankaikkeudessa.

Tyhjiön permittiivisyys tunnetaan myös nimellä sähkövakio, ja sen arvo on

ε0 = 8,85419e-12 Faradia/metri

Tyhjiön permeabiliteetti tunnetaan vastaavasti nimellä magneettivakio, ja sen arvo on

μ0 = (4*pii)e-7 Vs/(Am) eli volttisekuntia ampeerimetrillä...

Näistä vakioista johtuu valon tyhjiönopeus 299 792 458 m/s.

Voidaan tietenkin sanoa myös, että sähkövakio ja magneettivakio on määritetty sähkömagneettisen säteilyn tyhjiönopeuden perusteella, mutta oleelisesti kyseessä on sama asia.

Valon nopeuteen vaikuttaa käsittääkseni myös niin kutsuttu hienorakennevakio (joka ei välttämättä olekaan vakio...), mutta siitä minulla ei tarkempaa tietoa ole.

Capito tutto, perchè sono uno
Persona molto, molto intelligente...

-Quidquid latine dictum sit, altum viditur.

If you stare too long into the Screen, the Screen looks back at you.

Vierailija

Kiitos asiantuntevista vastauksistanne!

Muutama asia on vielä epäselvää, eli:

stalker_the_soldat

Jos valonnopeuteen liittyy paljon energiaa, voisiko valon nopeusta puristaa energiaa? Onko hidastettu valo yhtä energipitoisaa?

Mitä tarkoittavat puheet ajan muuttumisesta jos mennään ylivalonnopeutta?

Vierailija
mskomu

Esim. Jos isäsi kävisi heittämässä (hänen aikasi mukaan) 15min lenkin avaruudessa lähes valonnopeutta, takaisin tullessaan hän olisi vanhempi kuin sinä. Tämä on myös todistettu.

En millään haluaisi viisastella, mutta... Kyllä se faija oli vanhempi jo matkaan lähtiessä. Tämäkin on todistettu.

Oikeastaan tuo ajatus, miten asian esitit, on aivan väärä. Sen takia uskonkin, että tarkoitit ITSESI olevan ISÄÄSI vanhempi tuon reissun jälkeen.

David
Seuraa 
Viestejä8875
Liittynyt25.8.2005
Herra Tohtori
Okei. Tyhjiöllä on ominaisuudet nimeltä permittiivisyys ja permeabiliteetti, jotka liittyvät oleellisesti sähkömagneettisen aaltoliikkeen kulun nopeuteen väliaineessa. Tyhjiön permittiivisyys on pienin mahdollinen, ja tyhjiön permeabiliteetti on pienin mahdollinen, ja Maxwellin yhtälöiden mukaan

c = 1 / sqrt (ε0 * μ0)

jossa ε0 on permittiivisyys ja μ0 permeabiliteetti.

Tyhjiön permittiivisyys ja permeabiliteetti sattuvat meidän maailmankaikkeudessamme olemaan vakioita, joten valon tyhjiönopeuskin on vakio maailmankaikkeudessa.

Tyhjiön permittiivisyys tunnetaan myös nimellä sähkövakio, ja sen arvo on

ε0 = 8,85419e-12 Faradia/metri

Tyhjiön permeabiliteetti tunnetaan vastaavasti nimellä magneettivakio, ja sen arvo on

μ0 = (4*pii)e-7 Vs/(Am) eli volttisekuntia ampeerimetrillä...

Näistä vakioista johtuu valon tyhjiönopeus 299 792 458 m/s.

Niin, onkohan kyse esim. tyhjön itsensä ominaisuudesta vai sen sähkömagneettisen kentän ominaisuudesta, jossa pulssi etenee ?

Vierailija
Miksi näin on? Mitä ihmeellistä siinä valonnopeudessa on?



Jos oletamme, että fysiikan lait ovat kaikille inertiaalihavaitsijoille samat, kytkeytyy valon nopeus avaruusajan kausaaliseen rakenteeseen tästä olettamuksesta johdettavan Lorentzin muunnosryhmän kautta.

Eli auto-keppi -juttuni kaatuu siihen, että ei ole olemassa tarpeeksi energiaa... pitämään keppiä kasassa vai eikö auto jaksaisi mennä eteenpäin enää kun tietty nopeus saavutetaan kepin päässä?



Mistäköhän se keppi on tehty? Kepin pitää kasassa sähkömagnettinen vuorovaikutus.

Mielestäni Einsteinen teoria ei ole todiste millekkään vaikka miten voisi kaavoilla perustella. En ole kamasti tutustunut, mutta Einstein voi kuitenkin olla väärässä.



Varsin aukottomasti suppea suhteellisuusteoria on kokeellisesti todistettu nykyisillä energiarajoilla. Kannattaa myös muistaa, että esim kvanttielektrodynamiikka nivoutuu suppeaan suhteellisuusteoriaan ja sen ennusteet ovat olleet aina pitäviä.

Se kaatuu siihen, että sekä auton että kepin massa kasvaa äärettömiin.



Massa ei kasva nopeuden kasvaessa. Kappaleilla on vain yksi massa ja liikkuvan kappaleen energia on E^2 = m^2c^4 + p^2c^2.

Mitä tarkoittavat puheet ajan muuttumisesta jos mennään ylivalonnopeutta?



Havaitsijan ominaisaika eli aika mitä hän kellollaan mittaa muuttuu nopeuden funktiona. Tämä on mitattu kiidättämällä atomikelloja lentskareissa.

Niin, onkohan kyse esim. tyhjön itsensä ominaisuudesta vai sen sähkömagneettisen kentän ominaisuudesta, jossa pulssi etenee ?

Kyse on tyhjiön ominaisuudesta, sillä voit laskea millä nopeudella sm-kenttä etenee niihin avaruuden osiin, missä sitä ei vielä ole.
Tietenkin voidaan spekuloida, miten mahdollisesti tulevaisuuden kvanttigravitaatioteorioissa vuorovaikutukset voisivat liittyä myös avaruusajan pisteisiin, näin yhdistäen kentän ja sen pistejoukon jonka pistefunktio kyseinen kenttä on.

mskomu
Seuraa 
Viestejä672
Liittynyt10.10.2005
bdbdbd
mskomu

Esim. Jos isäsi kävisi heittämässä (hänen aikasi mukaan) 15min lenkin avaruudessa lähes valonnopeutta, takaisin tullessaan hän olisi vanhempi kuin sinä. Tämä on myös todistettu.



En millään haluaisi viisastella, mutta... Kyllä se faija oli vanhempi jo matkaan lähtiessä. Tämäkin on todistettu.

Oikeastaan tuo ajatus, miten asian esitit, on aivan väärä. Sen takia uskonkin, että tarkoitit ITSESI olevan ISÄÄSI vanhempi tuon reissun jälkeen.

Joo . Vähän kirjoittelin väärin. No nyt se on korjattu sinne.

Ehdottaisin myös tähän threadiin vastanneille, että sorrutte mielestäni hieman liian monimutkaiseen ilmaisuun. Maallikko (joksi uskaltaisin kysyjän nimetä) tuskin ymmärtää noita kaavahirviöitä ja termejä. Pari käytännön esimerkkiä helpottaa monesti asian hahmottamista. Ja tämähän on jälleen vain minun mielipiteeni.

Vierailija
mskomu
Maallikko (joksi uskaltaisin kysyjän nimetä) tuskin ymmärtää noita kaavahirviöitä ja termejä. Pari käytännön esimerkkiä helpottaa monesti asian hahmottamista. Ja tämähän on jälleen vain minun mielipiteeni.

Olen lukion ekalla, joten kaikki (siis ei mitkään) kaavat eivät ole ihan auenneet. Mutta muuten kuin kaavojen osalta asia on tullut selväksi. Käytännön esimerkkejä arvostaisin suunnattomasti. Lisää kysymyksiä tulen kaiketi esittämään sitä mukaa, kun saan vastauksia.

Sivut

Uusimmat

Suosituimmat