Valosekunnin mittainen avaruusalus

Seuraa 
Viestejä1950
Liittynyt27.3.2006

Kuvitellaan valosekunnin mittainen avaruusalus, joka kiihdyttää lähes äärettömän nopeasti 10% valonnopeudesta. Aluksen moottorina on molekyyli-neutriino-impulssimoottorit, jossa siis aluksen runkoon on seostettu molekyylejä, jotka muuttavat ohikiitävien neutriinojen suuntaa riittävästi, jotta ne antavat aluksen molekyyleille liike-energiaa eteenpäin. Kiihdyttävä voima jakaantuu täten myös tasaisesti koko aluksen pituudelle.

Kuinka aluksen kapteeni ja perämies havaitsevat kiihdytyksen?

Kapteeni katsoo perään päin. Alus alkaa kiihdyttää ja liikkuu siis lähes samantien 10% valonnopeudesta, jonka jälkeen moottorit sammutetaan. Valon hitaudesta johtuen kapteeni näkee peräpään olevan paikoillaan vielä sekunnin (vai 1.1 sekuntia?) ennen kuin sekin kiihdyttää samaan nopeuteen. Näkeekö kapteeni siis aluksen 11% pidempänä kuin lähtiessä? Kuinka pitkän tilanne jatkuu?

Perämies katsoo keulaan päin. Alus alkaa kiihdyttää ja liikkuu siis lähes samantien 10% valonnopeudesta, jonka jälkeen moottorit sammutetaan. Valon hitaudesta johtuen perämies näkee keulan olevan paikoillaan vielä sekunnin (0.9 sek?) ennen kuin sekin kiihdyttää samaan nopeuteen. Näkeekö perämies siis aluksen 9% lyhyempänä kuin lähtiessä? Kuinka pitkän tilanne jatkuu?

Miten tilanteen näkee matkustaja, joka siirtyy aluksen perästä keulaan tai keulasta perään?

Eikö tilanteen pitäisi olla suhteellisuusteorian mukaan symmetrinen, eli sen jälkeen kun moottorit on sammutettu ja alus on vapaassa pudotuksessa, niin aluksen pitäisi näyttää sekä keulasta että perästä katsottuna samalta kuin ennen liikkeelle lähtöä?

To refuse a hearing to an opinion, because one is sure that it is false, is to assume that one's own certainty is the same thing as absolute certainty. All silencing of discussion is an assumption of infallibility. - John Stuart Mill -

Sivut

Kommentit (18)

Tuppu L 2.0
Seuraa 
Viestejä3156
Liittynyt25.5.2009

Ei kai se asia ole vaikea, kun muistaa valon optisen luonteen. Eli valon kohteen näkee vasta kun valo osuu silmän verkkokalvolle. Periaatteessa siis liikkeellä lähtiessä silmään osunut valo on aluksen toisesta päästä tullessaan sen 1 sekunttia vanhaa ja lähenee kohti 0.9 sekunttia. Eli sisällä takana oleva henkilö näkee puristuvan aaltomaisesti perältä kohti aluksen nokkaa. Keulalta katsoen tietysti käy käänteisesti, eli alus näyttä venähtävän aaltomaisesti nokasta kohti perää. Näin ainakin itse ihan maalaisjärjellä ajatellen uskoisin sen olevan. Samoin äänikin käyttäytyy.

Vierailija

Kiihdytys pitäisi saada suunnattua aluksessa olijoidenkin jokaiseen molekyyliin tai paremminkin jokaiseen kvarkkiin samassa suhteessa liike-energiaa ja silloin kiihdytystä ei havaita.

Muutenhan heidän kehonsa ei kestä kiihdytystä.

Perältä kohti keulaa tuleva valo ei juuri saavuta keulaa kiihdytyksen aikana ja näin erittäin punasiirtynyttä valoa, mutta keulasta kohti perää menevistä fotoneista kaikki ne jotka ovat liikkumassa kohti perää 1/10 aluksen takaosan alueella, osuvat sitten ilmeisesti lähes yhtä aikaa aluksen takaosan aineeseen ja näin erittäin sinisiirtynyttä valoa?

Miten tuollaiset erittäin tiheään tahtiin osuvat fotonit vaikuttavat aineeseen ja miten niitä heijjastuu aineesta?

.

Vierailija

En osaa sanoa, kuinka tilanne on neutriinoimpulssimoottorien kanssa, mutta oletetaan huvikseen, ettei kukaan havaitse minkäänlaista kiihdytystä. Voidaan esim. kuvitella aluksen kiihdytyksen johtuvan laitteesta, joka luo (tarpeeksi sileän) gravitaatiokentän aluksen lähelle.

Jos "kukaan ei tunne tai havaitse mitään" on kyseessä inertiaalikoordinaatisto ja kaikki käyttäytyy normaalisti. Alus näyttää samalta. Valolta kestää 1 s kumpaankin suuntaan aluksen koordinaatistossa.

Tosin paikallaan olevassa koordinaatistossa ei tilanne ole symmetrinen.

Vierailija
kuoris
En osaa sanoa, kuinka tilanne on neutriinoimpulssimoottorien kanssa, mutta oletetaan huvikseen, ettei kukaan havaitse minkäänlaista kiihdytystä. Voidaan esim. kuvitella aluksen kiihdytyksen johtuvan laitteesta, joka luo (tarpeeksi sileän) gravitaatiokentän aluksen lähelle.

Jos "kukaan ei tunne tai havaitse mitään" on kyseessä inertiaalikoordinaatisto ja kaikki käyttäytyy normaalisti. Alus näyttää samalta. Valolta kestää 1 s kumpaankin suuntaan aluksen koordinaatistossa.

Tosin paikallaan olevassa koordinaatistossa ei tilanne ole symmetrinen.




just just. Mikä on tämä gravitaatiokenttä? Miten se ylläpitää kenttää? Onko kyse vetävästä voimasta joka välittyy hiukkasina?

Miten nämä hiukkaset välittävät vetävän voiman kvarkkeihin ja fotoneihin samalla tavalla?

Saavuttavatko ne samaan suuntaan liikkuvat fotonit?

Kvarkeissa on paljon enemmän ja paljon tiheämmin ikuista asiaa kuin fotoneissa.

miten vetävän voiman välittävät hiukkaset kykenevät siirtämään vetävän voiman? Törmäämälläkö? Miten ne saavat kvarkit liikkumaan samassa suhteessa kuin fotonit?

.

Oikeasti on olemassa vain työntävää voimaa.

Näkyvän maailmankaikkeuden Tihentymä on aina peräisin jostakin isommasta ja tiheämmästä tihentymästä josta se on työntynyt ulos ja aina se lopulta törmää johonkin isompaan ja tiheämpään tihentymään jolloin se välittää työntävän voiman kohteeseen ja samalla itsessään olevan asian isompaan ja tiheämpään tihentymään ja näin ulkoinen paine jne.

.

Vierailija
ykskivi
Kuvitellaan valosekunnin mittainen avaruusalus, joka kiihdyttää lähes äärettömän nopeasti 10% valonnopeudesta. Aluksen moottorina on molekyyli-neutriino-impulssimoottorit, jossa siis aluksen runkoon on seostettu molekyylejä, jotka muuttavat ohikiitävien neutriinojen suuntaa riittävästi, jotta ne antavat aluksen molekyyleille liike-energiaa eteenpäin. Kiihdyttävä voima jakaantuu täten myös tasaisesti koko aluksen pituudelle.

Kuinka aluksen kapteeni ja perämies havaitsevat kiihdytyksen?

Kapteeni katsoo perään päin. Alus alkaa kiihdyttää ja liikkuu siis lähes samantien 10% valonnopeudesta, jonka jälkeen moottorit sammutetaan. Valon hitaudesta johtuen kapteeni näkee peräpään olevan paikoillaan vielä sekunnin (vai 1.1 sekuntia?) ennen kuin sekin kiihdyttää samaan nopeuteen. Näkeekö kapteeni siis aluksen 11% pidempänä kuin lähtiessä? Kuinka pitkän tilanne jatkuu?

Perämies katsoo keulaan päin. Alus alkaa kiihdyttää ja liikkuu siis lähes samantien 10% valonnopeudesta, jonka jälkeen moottorit sammutetaan. Valon hitaudesta johtuen perämies näkee keulan olevan paikoillaan vielä sekunnin (0.9 sek?) ennen kuin sekin kiihdyttää samaan nopeuteen. Näkeekö perämies siis aluksen 9% lyhyempänä kuin lähtiessä? Kuinka pitkän tilanne jatkuu?

Miten tilanteen näkee matkustaja, joka siirtyy aluksen perästä keulaan tai keulasta perään?

Eikö tilanteen pitäisi olla suhteellisuusteorian mukaan symmetrinen, eli sen jälkeen kun moottorit on sammutettu ja alus on vapaassa pudotuksessa, niin aluksen pitäisi näyttää sekä keulasta että perästä katsottuna samalta kuin ennen liikkeelle lähtöä?





Käsittelen nyt tilannetta kauan kiihdytyksen jälkeen:

Kapteeni näkee noin 10% "liian" vanhaa valoa, Lisäksi valon taajuus on noin 10% "liian" suuri. Siispä valo tekee noin 21% "liikaa" värähdyksiä matkallaan. Värähdysten määrää ei kapteeni kuitenkaan silmillään näe, ja silmien liike aiheutta punasiirtymän, joka tekee valosta oikean taajuista.

Valon hajaantumiseen vaikuttaa se että heijastinkupu joka liikkuu valon perässä suuntaa valoa noin 10% "liian" tehokkaasti. Tästä johtuen valokeila saapuu normaali halkaisijaisena perille. "Beaming"
on tieteellinen nimi tälle asialle.

Perämiehen kohdalla kaikki käy päin vastoin.

Vierailija

Nyt käsittelen kiihdytysvaiheen:

Perämies näkee kaiken edessään pienenevän tasaisesti, kunnes pienennys on noin 10%.

Selitys:

Kiihdytyksen vaikutus valoon, joka on olemassa kiihdytyksen aikana, on sama kuin lampun liikkeen vaikutus valoon, joka lähtee lampusta kiihdytyksen jälkeen. Lampun liikkeen vaikutushan oli tuo "relativistic beaming" niminen juttu, jota käsittelin edellisesä viestissä.

Tuota pitää ehkä vähän aikaa miettiä että ymmärtää. Siinä siis ihmistä kiihdytettiin kohti lamppua, joka ei kiihtynyt, paitsi ihmisen mielestä.

Vierailija
jartsa
Nyt käsittelen kiihdytysvaiheen:

Perämies näkee kaiken edessään pienenevän tasaisesti, kunnes pienennys on noin 10%.

Selitys:

Kiihdytyksen vaikutus valoon, joka on olemassa kiihdytyksen aikana, on sama kuin lampun liikkeen vaikutus valoon, joka lähtee lampusta kiihdytyksen jälkeen. Lampun liikkeen vaikutushan oli tuo "relativistic beaming" niminen juttu, jota käsittelin edellisesä viestissä.

Tuota pitää ehkä vähän aikaa miettiä että ymmärtää. Siinä siis ihmistä kiihdytettiin kohti lamppua, joka ei kiihtynyt, paitsi ihmisen mielestä.



Ehkäpä voisi niinkin sanoa että liikkuva tyyppi näkee edessään olevat asiat sinisen sävyisinä ja pienennettyinä ja takana taasen näyttää olevan punertavia ja suurennettuja esineitä, johtuen liikkeen vaikutusesta valon suuntaan ja taajuuteen.

ykskivi
Seuraa 
Viestejä1950
Liittynyt27.3.2006

Tämä taisi nyt mennä vähän ohi.

Itse asiassahan kun kiihdytys on ohi, sekunti kulunut ja alus vapaassa pudotuksessa, tilanteen pitäisi olla (aluksen koordinaatistossa) täsmälleen sama kuin lähtötilanteessa. Eli aluksen pitäisi tuolloin näyttää samalta kuin alussa sekä kapteenin että perämiehen mielestä.

Tuo mahdollistaisi nopeuden absoluuttisen mittauksen, mikä on suhteellisuusteorian mukaan mahdotonta. Kapteenin ei tarvitsisi kuin katsoa kaukoputkella perämiehen kelloa ja laskea sen ero omaan kelloon.

Keulasta perään tai perästä keulaan matkustavalla olisi matkan varrella myös mielenkiintoiset näköalat kun hän kääntelisi päätään. Varsinkin jos kuvitellaan, että nopeus olisikin lähes valonnopeus 10% sijasta. Tällöin perämies näkisi aluksen (lähes)puolet lyhyempänä, mutta kapteeni voisi nähdä aluksen monikertaisen mittaisena! Ja keulan/perän välillä liikkuvan näkökanta muuttuisi paikan mukaan..

btw, 10% valonnopeudesta ei vielä merkittävää puna/sinisiirtymää aiheuta. Ja koska keula ja perä kuitenkin liikkuvat samalla vauhdilla, käyvät myös heidän kellonsa samaa vauhtia, tosin havaitsijan mielestä offsetia voi olla.

Mutta kuka selittää, mitä tapahtuu välillä lähtö - lähtö +1 sekunti? Tuolla välillä alus kai näyttää venyvän/kutistuvan, mutta kuinka tilanne palautuu 'normaaliksi' kun alus on taas vapaassa pudotuksessa?!

To refuse a hearing to an opinion, because one is sure that it is false, is to assume that one's own certainty is the same thing as absolute certainty. All silencing of discussion is an assumption of infallibility. - John Stuart Mill -

Vierailija

Tämähän ei tähän tietenkään mitenkään liity, mutta tuli vain mieleen tuo ensi tiistain maan ohittava meteori, joka on lähimmillään ilmeisesti tuon valosekunnin etäisyydellä, eli 300 000 kilometrin päässä.

Noin vain ihan teidän rakettinne kokoluokkaa verraten.
Meinaan vaan on, on tippureilla töitä tuon vehkeen näpräämisessä.

Trash
Seuraa 
Viestejä1724
Liittynyt25.2.2010

Vaikka kiihdytys olisikin jakautunut tasaisesti koko alukseen, tarpeeksi nopeassa kiihdytyksessä alus hajoaisi. Siihen kohdistuisi kiihdytyssuunnassa venyttävä voima. Kiihdytettäessä keulan aika kulkee nopeammin kuin perän, joten keula myös kiihtyy nopeammin kuin perä eli alus venyy hajalle. Ulkopuoliselle asia ilmenee siten että liikkuva kappale näyttää kutistuneelta kulkusuunnassa; tarpeeksi nopea kiihdytys, niin kutistuminen ei ehdi tapahtua rakenteita rikkomatta.

Vierailija

Oikeasti alukseen kohdistuisi kova paine edestä päin.

Takaa päin ei, koska mikään ei saavuttaisi alusta takaa päin silloin kun se liikkuu valonnopeudella. Tai ei mikään joka on peräisin näkyvän maailmankaikkeuden aineesta.

Edestä päin alukseen osuisi koko ajan erittäin nopeasti vastaan tulevia fotoneja ja jos aluksen aika olisi pysähtynyt valonnopeudessa, siihen osuisi äärettömän nopeasti vastaan tulevia fotoneja eli aluksen ajan mukaisesti kaikki vastaan tulevat fotonit osuisivat aluksen yhtä aikaa.

Tämä saisi aluksen itsensä muuttumaan valoksi jo monta aikaa ennen valonnopeuden saavuttamista, jolloin kaikki aluksessa ollut liikkuisi siinä vaiheessa valonnopeudella.

.

Vierailija
ykskivi
Tämä taisi nyt mennä vähän ohi.

Itse asiassahan kun kiihdytys on ohi, sekunti kulunut ja alus vapaassa pudotuksessa, tilanteen pitäisi olla (aluksen koordinaatistossa) täsmälleen sama kuin lähtötilanteessa. Eli aluksen pitäisi tuolloin näyttää samalta kuin alussa sekä kapteenin että perämiehen mielestä.

Tuo mahdollistaisi nopeuden absoluuttisen mittauksen, mikä on suhteellisuusteorian mukaan mahdotonta. Kapteenin ei tarvitsisi kuin katsoa kaukoputkella perämiehen kelloa ja laskea sen ero omaan kelloon.

Keulasta perään tai perästä keulaan matkustavalla olisi matkan varrella myös mielenkiintoiset näköalat kun hän kääntelisi päätään. Varsinkin jos kuvitellaan, että nopeus olisikin lähes valonnopeus 10% sijasta. Tällöin perämies näkisi aluksen (lähes)puolet lyhyempänä, mutta kapteeni voisi nähdä aluksen monikertaisen mittaisena! Ja keulan/perän välillä liikkuvan näkökanta muuttuisi paikan mukaan..

btw, 10% valonnopeudesta ei vielä merkittävää puna/sinisiirtymää aiheuta. Ja koska keula ja perä kuitenkin liikkuvat samalla vauhdilla, käyvät myös heidän kellonsa samaa vauhtia, tosin havaitsijan mielestä offsetia voi olla.

Mutta kuka selittää, mitä tapahtuu välillä lähtö - lähtö +1 sekunti? Tuolla välillä alus kai näyttää venyvän/kutistuvan, mutta kuinka tilanne palautuu 'normaaliksi' kun alus on taas vapaassa pudotuksessa?!





Vaikka onkin olemassa suhteellisuusperiaate, siitä huolimatta kaikki ilmiöt mitä tässä on mainittu on olemassa. Ihan oikeasti, on ne olemassa.

Ensimmäinen ilmiö mikä mainittin oli se että perämies omasta mielestään lähestyy kapteenia. Tämmöinen ilmiö on oikeasti olemassa ... ja niin edespäin.

(Kiihdytyksen aikana perämies melestään loitontuu kapteenista. Näetkö miten tämä toimii)

Goswell
Seuraa 
Viestejä10352
Liittynyt8.3.2010
jartsa
Vaikka onkin olemassa suhteellisuusperiaate, siitä huolimatta kaikki ilmiöt mitä tässä on mainittu on olemassa. Ihan oikeasti, on ne olemassa.

Ensimmäinen ilmiö mikä mainittin oli se että perämies omasta mielestään lähestyy kapteenia. Tämmöinen ilmiö on oikeasti olemassa ... ja niin edespäin.

(Kiihdytyksen aikana perämies melestään loitontuu kapteenista. Näetkö miten tämä toimii)




Loitontuuko, lähestyykö, vai näyttääkö vain siltä.

Minun mielestä noin.

Vierailija
Trash
Vaikka kiihdytys olisikin jakautunut tasaisesti koko alukseen, tarpeeksi nopeassa kiihdytyksessä alus hajoaisi. Siihen kohdistuisi kiihdytyssuunnassa venyttävä voima. Kiihdytettäessä keulan aika kulkee nopeammin kuin perän, joten keula myös kiihtyy nopeammin kuin perä eli alus venyy hajalle. Ulkopuoliselle asia ilmenee siten että liikkuva kappale näyttää kutistuneelta kulkusuunnassa; tarpeeksi nopea kiihdytys, niin kutistuminen ei ehdi tapahtua rakenteita rikkomatta.



Juu tällainenkin ilmiö on olemassa.

Tai no oikeastaan kiihtyvän aluksen pohjalla istujan mielestä kaikki yläpuolella tapahtuu nopeutettuna. Mutta katto kuitenkin jostain ilmiöstä johtuen pysyy vakio etäisyydellä lattiasta.(suhteellisuusperiaate) (olemme nyt normaalissa raketissa)

Entä sitten ulkopuolelta katsottuna? Muistaakseni keulan nopeus oli jokaisena ajan hetkenä suurempi kuin perän. Mutta alus kuitenkin kutistuu (Lorentz-kutistuu). Tämä oli aika kummallista
asiantuntijoiden mielestä.

Vierailija
jartsa
Trash
Vaikka kiihdytys olisikin jakautunut tasaisesti koko alukseen, tarpeeksi nopeassa kiihdytyksessä alus hajoaisi. Siihen kohdistuisi kiihdytyssuunnassa venyttävä voima. Kiihdytettäessä keulan aika kulkee nopeammin kuin perän, joten keula myös kiihtyy nopeammin kuin perä eli alus venyy hajalle. Ulkopuoliselle asia ilmenee siten että liikkuva kappale näyttää kutistuneelta kulkusuunnassa; tarpeeksi nopea kiihdytys, niin kutistuminen ei ehdi tapahtua rakenteita rikkomatta.



Juu tällainenkin ilmiö on olemassa.

Tai no oikeastaan kiihtyvän aluksen pohjalla istujan mielestä kaikki yläpuolella tapahtuu nopeutettuna. Mutta katto kuitenkin jostain ilmiöstä johtuen pysyy vakio etäisyydellä lattiasta.(suhteellisuusperiaate) (olemme nyt normaalissa raketissa)

Entä sitten ulkopuolelta katsottuna? Muistaakseni keulan nopeus oli jokaisena ajan hetkenä suurempi kuin perän. Mutta alus kuitenkin kutistuu (Lorentz-kutistuu). Tämä oli aika kummallista
asiantuntijoiden mielestä.





Tai ehkä tuo Trashin juttu olikin ihan oikein.

Sivut

Uusimmat

Suosituimmat