Seuraa 
Viestejä1313

Kun Einstein mietti valokoettaan jossa tuumailtiin valon käyttävän pidemmän ajan kulkiessaan pisteiden A-B-A, esimerkkinä junan vaunu, jossa katossa on ympärilleen säteilevä valonlähde (A) 'hehkulamppu', lattiassa peili (B).

Asemalla on samankaltaiset koelaitteet, jotka eivät ole liikkeessä.

 

Koe suoritetaan, ja todetaan suhteellisuusteorian mukaan, että liikkeessä aika kuluu hitaammin nopeasti liikkuvassa junanvaunussa, ja näinollen valolla on kulunut pikkuisen pitempi aika kulkea lampusta peiliin ja takaisin.

Väitänkin, että jos koe suoritettaisiin fotonilla, jonka liike olisi suoraviivainen 'peiliä' kohti, niin fotoni ei koskaan palaisi takaisin alkuperäiseen lähtöpaikkaansa. Fotoni ei edes osuisi peiliin täsmälleen samalla linjalla josta se lähti liikkeelle.

Lähtökohtana oli ympärilleen säteilevä lamppu, jossa fotonit kulkevat joka suuntaan. Lattiassa oleva peili taas on sen verran kookas, että valo heijastuu suuremmalle alueelle, kuin pelkästään täsmälleen suoraan takaisin fotonin lähtöpaikkaan. Valonnopeus on rajallinen, ja vaunu peileineen kerkeää liikkua ennenkuin valo osuu peiliin.

Junan kulkiessa (tottakai havainnollistaakseni selkeämmin tilannetta, voimme kuvitella junalle huomattavasti suuremman nopeuden kuin 80km/h) ja ympärilleen säteilevän valonlähteen fotoni joka palaa takaisin lähtöpaikkaansa, ei olekaan se joka suuntautuu suoraan alas, vaan se joka suuntautuu hitusen junan kulkusuuntaa . Fotoni siis osuu peiliin, ja heijastuu siitä takaisin ylös kohti lamppua, muodostaen V kirjaimen muotoisen kulkureitin. Täten valon matka pisteestä A-B-A on pitempi, ja näinollen myön siihen kuluu enemmän aikaa.

Liike itsessään muodostaa illuusion kaltaisen tilan, jossa kuvittelemme ajan hidastuvan. Valon kulkema matka vain lisääntyy, ja näin siihen kuluu enemmän aikaa. ;)

Savor, Olkoon sielusi kevyt kuin mielesi tuote.
- Maalaisjärki

Sivut

Kommentit (50)

Nature
Seuraa 
Viestejä10071

Eli tuon mukaan es:n postulaatit eivät päde, lähinnä siis se että tasaisessa liikkeessä ja levossa koordinaatistot eivät olisi yhdenvertaiset.

Tämä näkemys on kyllä puolusteltavissakin sillä, että mitä suuremmaksi nopeus kasvaa, sitä suurempi on suhteellinen nopeus taustalla olevaan muuhun keskimääräiseen materiaan verrattuna. Eli olisi väärin verrata pelkästään yksittäisten kappaleiden keskinäisiä suhteellisia nopeuksia ja tehdä suoria rinnastuksia niiden välille.

Puuhevonen
Seuraa 
Viestejä5374

Ongelmaa on hedelmällisempi tarkastella kiertoradalla, tasaisen liikkeen sijaan, niin nähdään paremmin että liikkuvien kellojen hidastuminen on todella se mitä tapahtuu. Me voidaan suoraan mitata esimerkiksi GPS-satelliitin kellon hidastuminen, joten liikkuvien kellojen ajan hidastumisessa ei ole mitään suhteellista, vaan ajan hidastuminen on fysikaalinen tapahtuma.

Tuo kuva selittää havainnollisesti koeasetelman:

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

Sisältö jatkuu mainoksen alla
Sisältö jatkuu mainoksen alla
Nature
Seuraa 
Viestejä10071
Puuhevonen

... ajan hidastuminen on fysikaalinen tapahtuma.

Tai sitten kellojen, sikäli kun mistään mitään ymmärrän niin aikaa ei ole olemassakaan. On vain etemässä olevia prosesseja, joilla voi samankaltaisuudestaan huolimatta olla erilaisia nopeuksia toistensa suhteen (vuorovaikuttavien kvanttien siirtymien puitteissa). Aika on vain mielen luoma illuusio, joka osin perustuu muistiin.

Kvantit liikkuvat eri nopeuksilla, suhteellisesti hitaammin liikkuvat kvantit tai vuorovaikutuksessa etäisyyden muutos saavat tilanteen näyttämään siltä että aika hidastuu.

Maalaisjärki
Seuraa 
Viestejä1313
Nature

Eli tuon mukaan es:n postulaatit eivät päde, lähinnä siis se että tasaisessa liikkeessä ja levossa koordinaatistot eivät olisi yhdenvertaiset.

Tämä näkemys on kyllä puolusteltavissakin sillä, että mitä suuremmaksi nopeus kasvaa, sitä suurempi on suhteellinen nopeus taustalla olevaan muuhun keskimääräiseen materiaan verrattuna. Eli olisi väärin verrata pelkästään yksittäisten kappaleiden keskinäisiä suhteellisia nopeuksia ja tehdä suoria rinnastuksia niiden välille.

Einstein kaikessa viisaudessaan oli kuitenkin mielestäni hyvin maanläheinen miettiessään näitä ilmiöitä, veikkaisin että ajatusmalli junan kyydissä olevasta pallosta joka kimpoaa peilistä takaisin alkupisteeseen (tottakai kuitenkin liikkeen ollessa vakio), jolloin verrattaen valon liikettä näin, ei lopputulos ole aivan sama, sillä tässä ajatusmallissa koordinaatistossa kuljettu matka ei tuota samaa tulosta, joka vaikuttaa valon kulkemaan matkaan. Kuvitellaan vaunun olevan vaikka 3m korkea, joten pallovertauksessa se kulkee 6m, vaikkakin laskuissa aika vaikuttaisi kulkevan hitaammin. Olisiko hän jättänyt huomioitta faktan, että fotonin lähtiessä liikkeelle, mikään ulkopuolinen fysiikan laki ei vaikuta sen suuntaan (muu kuin massiivinen painovoima joka taivuttaa avaruutta, täten muuttaen geometriaa jota pitkin valo kulkee, tai väliaineet, heijastumiset yms.)

Mietittäessä niinkin alkeellista testipaikkaa kuin junan vaunu, joka historian ajanjaksolla on ollut nopea kulkuväline.  Einstein ei ehkä tullut ajatelleeksi jotta jos yhden fotonin ampuisi vinosti alaviistoon junan kulkusuuntaan, ja jos junalla olisi tarpeeksi nopeutta että lattialla oleva peili (tottakai oletuksena on että peili olisi kulkusuuntaansa päin nähden tasossa) kerkeäisi liikkua säteen alle, se heijastuisi tasaisessa liikkeessä olevassa junassa takaisin lähtemäänsä pisteeseen kattoon. Joten tapahtuma olisi verrattavissa suoraan ympärilleen säteilevään valonlähteeseen. Fotonin kulkema matka on siis pitempi ja aikaa siihen kuluu enemmän.

Tosin tässä on otettava huomioon monta seikkaa kuvitteellisessa nopeassa liikkeessä. Maapallon kaarevuus, maan liike auringon ympäri, ja auringon liike galaksissa, jne. Onneksi valonnopeus on kuitenkin senverran suuri, että erot ovat marginaalisia maan pinnalla paikoillaan olevassa koeympäristössä tehtynä.

Savor, Olkoon sielusi kevyt kuin mielesi tuote.
- Maalaisjärki

Puuhevonen
Seuraa 
Viestejä5374
Nature
Puuhevonen

... ajan hidastuminen on fysikaalinen tapahtuma.

Tai sitten kellojen, sikäli kun mistään mitään ymmärrän niin aikaa ei ole olemassakaan.

Luultavasti olet oikeassa kyseenalaistaessasi sen että ymmärrätkö nyt varmasti asioita. Mutta helpoiten aika on määritelty termodynamiikan avulla. Eli termodynamiikan toisesta laista seuraa aika. Aika on siis entropian lisääntymistä ja entropia puolestaan on tilastollinen käsite. Tämän valossa aika on varsin tosiolevainen otus. 

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

Nature
Seuraa 
Viestejä10071
Puuhevonen
Nature
Puuhevonen

... ajan hidastuminen on fysikaalinen tapahtuma.

Tai sitten kellojen, sikäli kun mistään mitään ymmärrän niin aikaa ei ole olemassakaan.

Luultavasti olet oikeassa kyseenalaistaessasi sen että ymmärrätkö nyt varmasti asioita. Mutta helpoiten aika on määritelty termodynamiikan avulla. Eli termodynamiikan toisesta laista seuraa aika. Aika on siis entropian lisääntymistä ja entropia puolestaan on tilastollinen käsite. Tämän valossa aika on varsin tosiolevainen otus. 

Entropia liittyy prosesseihin siten että energia hajaantuu esim. säteilyksi, ei se ajasta mitään erityistä kerro. Mikään otus aika ei ole, kaikki mitä tapahtuu on tapahtumassa hetkessä ihan sen mukaan mitä jokin vuorovaikuttava kvantti pyrkii muuttamaan ja mihin suuntaan.

Sitä aikaa eli kestoa mitataan jonkin prosessin värähtelyn monikertana, kyse on viimekädessä siis vain nopeussuhteista.

Nature
Seuraa 
Viestejä10071

Entropiasta vielä sen verran että syynä hajeeseen on tietysti se että aktiivisena muutoksen tuottajana toimii aina energeettisesti tiheämpi kohde eli korkeamman potentiaalin omaava energialähde.

Kun tämä vapauttaa energiaa ulkoiseen alhaisen energiatiheyden omaavaan tilaan, potentiaalit tasaantuvat (sen tilan puitteissa, sikäli kun se on rajallinen) kunnes ei ole enää olemassa mitään potentiaalieroja.

Liike-energiaa (tai säteilyä) olisi sitten vastaavasti enemmän, mutta ongelmaksi muodostuu se että esim. fotonit eivät tiettävästi vuorovaikuta keskenään, joten sillä ei ole havaittavia vaikutuksia. Tai sitten on (muodostaen uusia energiakeskittymiä), mutta siitä fysiikan osa-alueesta ei ole vielä olemassa havaintoja.

Ehkäpä se vaatii tietyn keskimääräisen hajaenergian tiheyden rajan, jonka ylityksen jälkeen tihentymiä alkaakin taas muodostua. Mitä tapahtuu esim. keskimääräiselle gravitaation voimakkuudelle kun hajaenergian osuus lisääntyy. Käykö niin, että säteilyenergia alkaa muodostamaan lokaaleja keskittymiä gravitaation vaikutuksesta.

Trash
Seuraa 
Viestejä2175
Maalaisjärki

Väitänkin, että jos koe suoritettaisiin fotonilla, jonka liike olisi suoraviivainen 'peiliä' kohti, niin fotoni ei koskaan palaisi takaisin alkuperäiseen lähtöpaikkaansa. Fotoni ei edes osuisi peiliin täsmälleen samalla linjalla josta se lähti liikkeelle.

No voitasko absoluttinen nopeus saada selville mittaamalla kuinka paljon fotonin paluukohta poikkeaa alkuperäisestä lähtöpaikastaan?

tyy
Seuraa 
Viestejä850
Lentotaidoton

Koska tuntuu suhteellisuusteoria olevan vähän ”levällään” yhden jos toisen kohdalla, niin ehkä olisi paikallaan lyhyt kertaus perusteista. Tässä Syksy Räsäsen luentomonisteet suhteellisuusteoriasta. Jospa ensin panisitte lukien nämä:

 

http://www.courses.physics.helsinki.fi/teor/stp/

 

 

Muuten hyvä, mutta kohdeyleisö on tässä tapauksessa varsin haasteellinen.

Nature
Seuraa 
Viestejä10071
Lentotaidoton

Koska tuntuu suhteellisuusteoria olevan vähän ”levällään” yhden jos toisen kohdalla, niin ehkä olisi paikallaan lyhyt kertaus perusteista. Tässä Syksy Räsäsen luentomonisteet suhteellisuusteoriasta. Jospa ensin panisitte lukien nämä:

 

http://www.courses.physics.helsinki.fi/teor/stp/

 

Onhan tuo tullu opiskeltua. Vaarana vain on että postulaatit kumoavat toisiinsa sisältyvät virheet.

Hercules
Seuraa 
Viestejä906
Puuhevonen
Nature
Puuhevonen

... ajan hidastuminen on fysikaalinen tapahtuma.

Tai sitten kellojen, sikäli kun mistään mitään ymmärrän niin aikaa ei ole olemassakaan.

Luultavasti olet oikeassa kyseenalaistaessasi sen että ymmärrätkö nyt varmasti asioita. Mutta helpoiten aika on määritelty termodynamiikan avulla. Eli termodynamiikan toisesta laista seuraa aika. Aika on siis entropian lisääntymistä ja entropia puolestaan on tilastollinen käsite. Tämän valossa aika on varsin tosiolevainen otus. 

Ainoa vaan että Gödelin sanoin suhteellisuusteoriassa aika on mahdottomuus. Ja todentotta suhteellisuusteoria antaa muuttumattoman maailmankuvan. Ja tämän takia se on ristiriidassa kvanttifysiikan kanssa, koska kvanttifysiikka kertoo meille että muutos on paitsi mahdollista, niin myös välttämätöntä.

Maalaisjärki
Seuraa 
Viestejä1313
Trash
Maalaisjärki

Väitänkin, että jos koe suoritettaisiin fotonilla, jonka liike olisi suoraviivainen 'peiliä' kohti, niin fotoni ei koskaan palaisi takaisin alkuperäiseen lähtöpaikkaansa. Fotoni ei edes osuisi peiliin täsmälleen samalla linjalla josta se lähti liikkeelle.

No voitasko absoluttinen nopeus saada selville mittaamalla kuinka paljon fotonin paluukohta poikkeaa alkuperäisestä lähtöpaikastaan?

Kyllä, jos olosuhteet tiedetään.

Savor, Olkoon sielusi kevyt kuin mielesi tuote.
- Maalaisjärki

Puuhevonen
Seuraa 
Viestejä5374
Lentotaidoton

Koska tuntuu suhteellisuusteoria olevan vähän ”levällään” yhden jos toisen kohdalla, niin ehkä olisi paikallaan lyhyt kertaus perusteista. Tässä Syksy Räsäsen luentomonisteet suhteellisuusteoriasta. Jospa ensin panisitte lukien nämä:

http://www.courses.physics.helsinki.fi/teor/stp/

Toi on ihan kiva, mutta se on pedagogisesti järjestetty väärin päin. Yleinen suhtis pitäisi opettaa ensin ja vasta sen jälkeen pitäisi jossain sivukommenttina tai tieteen historiaan liittyvänä seikkana mainita suppea suhtis. Syksy rohkeasti väittää:

"Suhteellisuusteoria on rakennettu siten, että valon nopeus on vakio kaikissa inertiaalikoordinaatistoissa.

Tämä on matemaattinen tosiseikka, jota mikään päättely tai argumentti ei pysty muuttamaan."

 Mutta ilmeisesti hän ei huomannut sitä tosiseikkaa ettei maailmankaikkeudessa ole olemassa yhtään inertiaalikoordinaatistoa, koska kaikki ns. levossa olevat koordinaatistot ovat vapaasti putoavia, eivätkä suinkaan siis inertiaalisia. Näin ollen koko yllämainitulta kommentilta romahtaa looginen pohja pois eikä sillä ole mitään yhtymäkohtaa todellisuuden kanssa ja se vain johtaa ihmisiä harhaan ja he saavat väärän käsityksen siitä mistä suhteellisuusteoriassa on kyse. 

Edelliselle sivulle postaamaani kuvan koejärjestely havainnollistaa tätä ongelmaa hyvin, koska siinä tarkastellaan tasaisen liikkeen kaksosparadoksia kaareutuneessa aika-avaruudessa.

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

Nature
Seuraa 
Viestejä10071

Jos ratapenkalla on katsoja ja liikkuvan vaunun päihin on kiinnitetty laseri, jotka lähettävät vaunun keskikohtaan pulssit josta ne peilataan sekä junassa olijalle että ratapenkalla olevalle, niin näyttävätkö peilatut pulssit samanaikaisilta vai eriaikaisilta?

Kuvitteellisesti ratapenkalla olija olettaa että pulssi ovat eriaikaiset (koska ne hänen kuvitelmissaan tavoittavat keskikohdan eri aikaan), mutta toisaalta peilattujen pulssien pitäisi kertoa niiden olleen samanaikaisia. Kumpaa siis tulisi uskoa, kuvitelmaa vai todennäköistä havaintoa.

Tuohon on yksi ainoa selitys, ne eivät ole samanaikaisia kummassakaan tapauksessa vaan riippuu vaunun liikenopeudesta yhteiseen taustaan nähden, minkä verran niihin tulee aikaeroa. Aikaero ei ole sama, mutta samansuuntainen koska vaunun kello käy todennäköisesti hitaammin kun ratapenkalla oleva kello. (Suhtiksen puolustajat esittävät tämän niin, että pulssit lähtivät rapapenkkaan nähden eri aikaisina liikkeelle perustuen aikojen ja paikkojen muuntumisiin koordinaatistosta riippuen).

Sama koe voidaan tehdä kohteella joka hajoaa vain jos laserpulssit osuvat siihen samanaikaisesti. Olen melko varma, että jos koe tehdään riittävän suuressa nopeudessa olevassa vaunussa, kohde ei laserpulssien seurauksena hajoaisi (jos samanaikaiuus on ehtona) koska viive toisessa suunnassa kasvaisi ja toisessa vähenisi.

Eli todennäköisesti kumpikaan postulaatti ei vastaa todellisuutta, mutta ne yhdessä vastaavat em. käytäntöä. Toiseen sisältyvä virhe kompensoi toisen virheen.

Maalaisjärki
Seuraa 
Viestejä1313
Nature

Jos ratapenkalla on katsoja ja liikkuvan vaunun päihin on kiinnitetty laseri, jotka lähettävät vaunun keskikohtaan pulssit josta ne peilataan sekä junassa olijalle että ratapenkalla olevalle, niin näyttävätkö peilatut pulssit samanaikaisilta vai eriaikaisilta?

Kuvitteellisesti ratapenkalla olija olettaa että pulssi ovat eriaikaiset (koska ne hänen kuvitelmissaan tavoittavat keskikohdan eri aikaan), mutta toisaalta peilattujen pulssien pitäisi kertoa niiden olleen samanaikaisia. Kumpaa siis tulisi uskoa, kuvitelmaa vai todennäköistä havaintoa.

Tuohon on yksi ainoa selitys, ne eivät ole samanaikaisia kummassakaan tapauksessa vaan riippuu vaunun liikenopeudesta yhteiseen taustaan nähden, minkä verran niihin tulee aikaeroa. Aikaero ei ole sama, mutta samansuuntainen koska vaunun kello käy todennäköisesti hitaammin kun ratapenkalla oleva kello. (Suhtiksen puolustajat esittävät tämän niin, että pulssit lähtivät rapapenkkaan nähden eri aikaisina liikkeelle perustuen aikojen ja paikkojen muuntumisiin koordinaatistosta riippuen).

Sama koe voidaan tehdä kohteella joka hajoaa vain jos laserpulssit osuvat siihen samanaikaisesti. Olen melko varma, että jos koe tehdään riittävän suuressa nopeudessa olevassa vaunussa, kohde ei laserpulssien seurauksena hajoaisi (jos samanaikaiuus on ehtona) koska viive toisessa suunnassa kasvaisi ja toisessa vähenisi.

Eli todennäköisesti kumpikaan postulaatti ei vastaa todellisuutta, mutta ne yhdessä vastaavat em. käytäntöä. Toiseen sisältyvä virhe kompensoi toisen virheen.

Koetta ei pysty suorittamaan oikein sillä matka havaitsijaa junan sisällä on lyhyempi kuin vastaavasti junan ulkopuolella olevaan havaitsijaan. Myöskin havaitsijat näkisivät pulssin jos ulkopuolella oleva havaitsija olisi junan nopeudesta riippuen hieman kulkusuuntaan nähden eri kohdassa. Tosin jos ulkopuolella oleva havaitsija seuraisi perästä ammuttua pulssia, se tapahtuisi myöhemmin. Joten tässäkin tilanteessa havaitaan että nopeus ei välttämättä hidasta ajan kulkua, vaan tässä tapauksessa pulssi havaitaan myöhemmin. Ei pelkästään sen takia, että havaitsija on kauempana junasta, vaan sen takia että valo kulkee pitemmän matkan myös koordinaatistossa junan kulkusuuntaan nähden.

Savor, Olkoon sielusi kevyt kuin mielesi tuote.
- Maalaisjärki

Lentotaidoton
Seuraa 
Viestejä6385
Puuhevonen
Lentotaidoton

Koska tuntuu suhteellisuusteoria olevan vähän ”levällään” yhden jos toisen kohdalla, niin ehkä olisi paikallaan lyhyt kertaus perusteista. Tässä Syksy Räsäsen luentomonisteet suhteellisuusteoriasta. Jospa ensin panisitte lukien nämä:

 

http://www.courses.physics.helsinki.fi/teor/stp/

 

Toi on ihan kiva, mutta se on pedagogisesti järjestetty väärin päin. Yleinen suhtis pitäisi opettaa ensin ja vasta sen jälkeen pitäisi jossain sivukommenttina tai tieteen historiaan liittyvänä seikkana mainita suppea suhtis. Syksy rohkeasti väittää:

 

"Suhteellisuusteoria on rakennettu siten, että valon nopeus on vakio kaikissa inertiaalikoordinaatistoissa.

Tämä on matemaattinen tosiseikka, jota mikään päättely tai argumentti ei pysty muuttamaan."

 

 Mutta ilmeisesti hän ei huomannut sitä tosiseikkaa ettei maailmankaikkeudessa ole olemassa yhtään inertiaalikoordinaatistoa, koska kaikki ns. levossa olevat koordinaatistot ovat vapaasti putoavia, eivätkä suinkaan siis inertiaalisia. Näin ollen koko yllämainitulta kommentilta romahtaa looginen pohja pois eikä sillä ole mitään yhtymäkohtaa todellisuuden kanssa ja se vain johtaa ihmisiä harhaan ja he saavat väärän käsityksen siitä mistä suhteellisuusteoriassa on kyse. 

Edelliselle sivulle postaamaani kuvan koejärjestely havainnollistaa tätä ongelmaa hyvin, koska siinä tarkastellaan tasaisen liikkeen kaksosparadoksia kaareutuneessa aika-avaruudessa.

Inertiaalikoordinaatistoja ei tietysti aivan tasan tarkaan ottaen”oikeesti” ole. Tässähän on vain tarkoitus osoittaa, että kaikissa ajateltavissa olevissa inertiaalikoordinaatistoissa valon nopeus on vakio. Kyllä tämä mielestäni tulee ensin ”omaksua”  ymmärtääkseen muun osan suppeasta suhteellisuusteoriasta. Suppeahan on kuin rautalangasta vedetty malli ideaalitapauksessa.

 

Kyllä yleisen suhtiksen omaksuminen ilman suppean esityötä jäisi monelta haaveeksi.

Nature
Seuraa 
Viestejä10071
Maalaisjärki

Koetta ei pysty suorittamaan oikein.

Junan sisällä oleva matkustaja on lähempänä peiliä, kuin ulkopuolella oleva, joten kokeellisesti mahdotonta suorittaa peileillä jotka olisivat 45 asteen kulmassa päädyistä ammuttuihin pulsseihin nähden.

Tarkoitushan oli vain selvittää olivatko pulssit keskenään samanaikaisia (eri havaitsijoiden näkemänä). Sillä ei ole merkitystä millä ajan hetkellä ne havaitsijan tavoittavat. Tuskin tuossa mitään ratkaisematonta teoreettisteknistä ongelmaa muutoin tulisi.

Sivut

Suosituimmat

Uusimmat

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Uusimmat

Suosituimmat