Als je dit wilt begrijpen, zul je speciale relativiteit (SR) moeten bestuderen
Kortgezegd ging het als volgt.
Je had ene Maxwell, die elektromagnetische velden beschreef. Daar kwamen golfvergelijkingen uit voor het elektrische veld E en het magnetische veld B. De snelheid van deze elektromagnetische golf bleek gek genoeg niet af te hangen van de waarnemer, maar enkel van het medium. "Gek genoeg", want dit is niet te verenigen met Newton's idee dat snelheden netjes bij elkaar opgeteld mogen worden. Wiskundiger gezegd: de symmetriegroep van Newton's fysica is niet gelijk aan de symmetriegroep van de Maxwellvergelijkingen!
Toen kon men twee dingen doen. Men kon aannemen dat Maxwell ernaast zat. Dat was nogal subtiel, want de Maxwellvergelijkingen bleken goed overeen te komen met waarnemingen. Bovendien, de snelheid van die elektromagnetische golven bleek wel heel dicht bij de toen bekende waarde van de lichtsnelheid te liggen! Dat liet men denken dat licht wellicht (
) een elektromagnetische golf is.
Dus moest er iets verkeerd zijn aan Newton's ideeën. Einstein was eigenlijk de eerste die dit poneerde. Hij zei: laten we es aannemen dat de lichtsnelheid inderdaad constant is voor
elke inertiaalwaarnemer (oftewel: iemand waar geen kracht op werkt) en dat deze inertiaalstelsels exact dezelfde natuurkunde opleveren (ze zijn equivalent).
Dit verving Newton's notie van ruimte en tijd, en het mooie was dat de symmetriegroep die je hiermee verkreeg precies de symmetriegroep van de Maxwellvergelijkingen is. Met andere woorden: de Maxwellvergelijkingen waren relativistisch voordat überhaupt de relativiteitstheorie opgeschreven was!
Einstein kon hiermee ook allemaal uitdrukkingen opschrijven voor de energie, de kracht etc. waarmee hij dus Newton's uitdrukkingen verving. Je kunt laten zien dat als je een limiet neemt van lage snelheden, Einstein's theorie overgaat in Newton's theorie. Dat wil je ook, want Newton's theorie is immers heel succesvol in het beschreven van alledaagse (lage snelheden) dingen!
Eén van de consequenties hiervan is dat niets kan worden versneld van een snelheden lager dan c naar een snelheid hoger dan c. Dus v<c --> v>c is kinematisch niet mogelijk; je kunt makkelijk aantonen dat je daarvoor
oneindig veel energie nodig hebt.
Nou zijn snelheden nog steeds relatief in de SR, maar de lichtsnelheid is iets wat voor alle inertiaalwaarnemers hetzelfde is! Ik zeg expliciet "inertiaal", want voor versnellende waarnemers is dit niet meer het geval.
Als de lichtsnelheid nou niet constant was geweest, dan was je vraag
quote:
Als wij dus niet sneller kunnen gaan dan 300.000 km/s, ten opzichte van welke punt is dan die 300.000 km/s gemeten?
relevant geweest. Men dacht eerst ook dat er een soort van ether was waardoor elektromagnetische golven propageren. Maar als de lichtsnelheid in het vacuum hetzelfde is voor alle waarnemers, hoef je geen medium meer te introduceren; licht gaat ten opzichte van
elke inertiaalwaarnemer in het vacuum met de lichtsnelheid!
Hoop dat dit wat duidelijk maakt