W&T Wetenschap & Technologie
Een plek om te discussiëren over wetenschappelijke onderwerpen, wetenschappelijke problemen, technologische projecten en grootse uitvindingen.
Dit is een vraag die mij even de pet eigenlijk te boven gaat. En het is al wetenschappelijk aangetoond met atoomklokken dat de tijd op bv. het ISS ietsje sneller gaat dan hier op het aardoppervlak.
Maar wat veroorzaakt dit verschil eigenlijk precies?
Het extreme voorbeeld van tijd dilatatie bij een zwart gat is wel een goed voorbeeld, maar dit is puur een optisch verschijnsel puur omdat de zwaartekracht zo sterk is. De zwaartekracht nabij de Schwarzschild horizon van een zwart gat is zo sterk dat licht dat nog wordt uitgezonden door een object met de snelheid '10' naar ons probeert te komen maar met de snelheid '9,9' weer wordt teruggetrokken. Vanuit ons perspectief lijkt dat object steeds langzamer het zwarte gat te naderen en ook steeds roder te worden om vervolgens uit het zicht te verdwijnen. In werkelijkheid is het object het zwart gat allang ingegaan. Voor dat object gaat de tijd even snel en alhoewel onze ogen iets anders zien weten we in werkelijkheid dat het object al het zwarte gat is ingegaan.
Maar desondanks, vraag ik me af welke fundamentele krachten er precies achter gaan waarom de atoomklop in het ISS ietsje sneller loopt dan hier op het aardoppervlak. Graag in begrijpbare woorden en geen formules svp, ik ben geen fysicus, enkel een leek met wat interesse op dit vlak.
Maar wat veroorzaakt dit verschil eigenlijk precies?
Het extreme voorbeeld van tijd dilatatie bij een zwart gat is wel een goed voorbeeld, maar dit is puur een optisch verschijnsel puur omdat de zwaartekracht zo sterk is. De zwaartekracht nabij de Schwarzschild horizon van een zwart gat is zo sterk dat licht dat nog wordt uitgezonden door een object met de snelheid '10' naar ons probeert te komen maar met de snelheid '9,9' weer wordt teruggetrokken. Vanuit ons perspectief lijkt dat object steeds langzamer het zwarte gat te naderen en ook steeds roder te worden om vervolgens uit het zicht te verdwijnen. In werkelijkheid is het object het zwart gat allang ingegaan. Voor dat object gaat de tijd even snel en alhoewel onze ogen iets anders zien weten we in werkelijkheid dat het object al het zwarte gat is ingegaan.
Maar desondanks, vraag ik me af welke fundamentele krachten er precies achter gaan waarom de atoomklop in het ISS ietsje sneller loopt dan hier op het aardoppervlak. Graag in begrijpbare woorden en geen formules svp, ik ben geen fysicus, enkel een leek met wat interesse op dit vlak.
Goeie vraag (vooral je laatste zin 
). 1 van de (natuurkundige) dingen waar het kwartje bij mij nog steeds niet gevallen is.
Dus ik lees even mee
). 1 van de (natuurkundige) dingen waar het kwartje bij mij nog steeds niet gevallen is.Dus ik lees even mee
Tijddilatatie treed op wanneer het ene object in relatie tot het andere object heel snel beweegt, of inderdaad wanneer de massa van het ene object groot is in relatie tot het andere.
Om de vraag waarom? te beantwoorden moeten we eigenlijk terug naar de relativiteitstheorie van Einstein.
Stel je voor dat je in een auto zit, en je achteruit kijkt naar een grote klok. De wijzers van de klok tikken net als jouw horloge per seconde weg. Maar nu rijdt de auto, terwijl jij naar de klok kijkt, weg van de klok met de snelheid van het licht. De klok waar je naar keek stopt dan met tikken en staan stil, terwijl je weet dat de klok aldaar gewoon doortikt. Met andere worden: op dat moment sta jij stil in de tijd en is je tijd langzamer gaan lopen t.o.v. het andere object. Tijd is dus relatief van jouw snelheid door de ruimte. Met andere woorden:
Des te sneller je door de ruimte beweegt, des te langzamer voor jou de tijd.
Dan nu het probleem daarbij: de wetten van beweging van Newton en de wetten van elektromagnetisme maxwelll spreken elkaar hierbij tegen. De wetten van maxwell stellen dat het licht constant is, namelijk (uit mn hoofd als t goed is) 299.792.458 m/s. En dan ongeacht vanaf waar je het observeert! (Dus een lichtdeeltje dat van je af beweegt gaat even snel als wanneer die naar je toe beweegt). De wetten van Newton zeggen echter dat snelheid afhankelijk is van de beweging van de observeerder. Dus wanneer je op de snelweg 100 rijdt en je wordt ingehaald door een auto die 130 rijdt, dan rijdt de auto die jou inhaalt ik relatie tot jou 30 km per uur. Andersom, komt een auto je met 100 tegemoet rijden, dan is dit respectievelijk 200km/u. Met licht werkt dit dus niet zo.
Maar zoals ik al zei geeft dit een probleem. Want als de natuurkundige wetten overal en waar dan ook ik het universum gelijk zijn, waarom zouden ze dan niet voor het licht gelden?
Nu komt dat wereldberoemde gedachte-experiment van Einstein om de hoek. Hij stelde dat wanneer hij op een perron stond en links en rechts van hem 2 bliksemstralen in zouden slaan, hij het licht hiervan tegelijk zou zien. Immers staat hij in het midden ervan. Echter, wanneer iemand in een trein voorbijraast van links naar rechts met bijna de snelheid van het licht en naar Einstein kijkt terwijl de bliksem inslaat, dan is het logisch en niet anders dat hij de bliksemschicht aan de linkerkant eerder ziet dan de rechterkant, omdat de linker bliksemschicht dichterbij hem is.
Maar, om dit mogelijk te maken moeten dus óf de wetten van beweging van Newton niet kloppen, óf kan de snelheid van het licht niet een constante zijn. Einstein kwam erachter dat je met een kleine truc in Newtons wetten van beweging uiteindelijk alsnog tot een overeenstemming zou kunnen komen. Einstein bepaalde dat de tijd van de man in de trein moet vertragen, om het verschil in het observeren van de snelheid van het licht te compenseren. Dit noemde hij tijd dilatatie en daaruit vloeide zijn wereldberoemde e=mc^2 uit.
Newton dacht dus dat tijd in een vast tempo vooruit liep, maar Einstein kwam erachter dat tijd afhankelijk is van de relatieve snelheid in relatie tot de massa ten opzichte van een ander object.
Om dit vorm te kunnen geven, moest tijd dan ook verweven worden met de ruimtelijke dimensies. Het is immers in relatie tot elkaar een variabele. Dus inplaats van enkel lengtexbreedtexhoogte 3-dimensionaal, werd tijd verweven hiermee als de 4e dimensie en ontstond het begrip ruimtetijd.
Nu komt een visualisatie om de hoek kijken die iedereen wel kent: je hebt een vel met blokjes en wanneer je daar een object op legt rekt alles uit naar beneden toe, net als een bowlingbal op een trampoline. Als je daar een ander object langsop rolt (zoals een knikker), dan rolt deze om het grote object heen.
Stel je nu voor dat je een stalen kogel neerlegt, 100x zwaarder dan een bowlingbal. De ruimtetijd (trampolinevel met blokjes) rekt dan wel heel erg ver uit. Je moet je eigenlijk voorstellen dat 1 zo’n blokje / vierkantje zo ver uitrekt, dat hij bij wijze van niet meer 1 x 1cm is, maar 1x10cm, als een ruit. Met andere woorden: de ruimtetijd is 10 keer langer geworden, dus een object die daar de massa toerolt zal er dan ook versneld naartoe rollen.
Nu komt de relativiteit van Einstein weer om de hoek kijken: om te compenseren voor het verschil in lichtsnelheid wanneer je dit vergelijkt met 2 objecten, moet de tijd dichter bij het zware object (waar de ruimtetijd ver is uitgerekt) langzamer lopen tov verder ervanaf. Immers: hoe sneller je door de ruimtetijd beweegt, des te langzamer loopt je tijd.
Een grappige gedachte om hierbij af te sluiten:
Jij krijgt op 40 jarige leeftijd een kind en een jaar na de geboorte stap je in een ruimteschip. Dit ruimteschip vliegt van de aarde af met bijna de lichtsnelheid en keert na een jaar weer terug. Weer de regel: des te sneller je je beweegt door de ruimtetijd, des te langzamer je tijd loopt. Met andere woorden: de tijd op aarde (waar je kind is), is in relatie tot die van jou dus sneller gaan lopen. Je kind is dus sneller ouder geworden. Op het moment dat je dan op de aarde bent aangekomen en je 42 bent, is je kind bijvoorbeeld al 70, ouder dan jij!
Tijdreizen is dan ook wel degelijk mogelijk, maar alleen naar de toekomst, omdat met de lichtsnelheid als constante de tijd vooruit moet lopen. Daarom kan je ook niet sneller dan het licht! Immers zou de relativiteit mbt ruimtetijd ter compensatie hiervan de tijd achteruit moeten doen lopen. En dan zou je dus terug in de tijd gaan.
[ Bericht 0% gewijzigd door #ANONIEM op 29-09-2020 11:06:18 ]
Om de vraag waarom? te beantwoorden moeten we eigenlijk terug naar de relativiteitstheorie van Einstein.
Stel je voor dat je in een auto zit, en je achteruit kijkt naar een grote klok. De wijzers van de klok tikken net als jouw horloge per seconde weg. Maar nu rijdt de auto, terwijl jij naar de klok kijkt, weg van de klok met de snelheid van het licht. De klok waar je naar keek stopt dan met tikken en staan stil, terwijl je weet dat de klok aldaar gewoon doortikt. Met andere worden: op dat moment sta jij stil in de tijd en is je tijd langzamer gaan lopen t.o.v. het andere object. Tijd is dus relatief van jouw snelheid door de ruimte. Met andere woorden:
Des te sneller je door de ruimte beweegt, des te langzamer voor jou de tijd.
Dan nu het probleem daarbij: de wetten van beweging van Newton en de wetten van elektromagnetisme maxwelll spreken elkaar hierbij tegen. De wetten van maxwell stellen dat het licht constant is, namelijk (uit mn hoofd als t goed is) 299.792.458 m/s. En dan ongeacht vanaf waar je het observeert! (Dus een lichtdeeltje dat van je af beweegt gaat even snel als wanneer die naar je toe beweegt). De wetten van Newton zeggen echter dat snelheid afhankelijk is van de beweging van de observeerder. Dus wanneer je op de snelweg 100 rijdt en je wordt ingehaald door een auto die 130 rijdt, dan rijdt de auto die jou inhaalt ik relatie tot jou 30 km per uur. Andersom, komt een auto je met 100 tegemoet rijden, dan is dit respectievelijk 200km/u. Met licht werkt dit dus niet zo.
Maar zoals ik al zei geeft dit een probleem. Want als de natuurkundige wetten overal en waar dan ook ik het universum gelijk zijn, waarom zouden ze dan niet voor het licht gelden?
Nu komt dat wereldberoemde gedachte-experiment van Einstein om de hoek. Hij stelde dat wanneer hij op een perron stond en links en rechts van hem 2 bliksemstralen in zouden slaan, hij het licht hiervan tegelijk zou zien. Immers staat hij in het midden ervan. Echter, wanneer iemand in een trein voorbijraast van links naar rechts met bijna de snelheid van het licht en naar Einstein kijkt terwijl de bliksem inslaat, dan is het logisch en niet anders dat hij de bliksemschicht aan de linkerkant eerder ziet dan de rechterkant, omdat de linker bliksemschicht dichterbij hem is.
Maar, om dit mogelijk te maken moeten dus óf de wetten van beweging van Newton niet kloppen, óf kan de snelheid van het licht niet een constante zijn. Einstein kwam erachter dat je met een kleine truc in Newtons wetten van beweging uiteindelijk alsnog tot een overeenstemming zou kunnen komen. Einstein bepaalde dat de tijd van de man in de trein moet vertragen, om het verschil in het observeren van de snelheid van het licht te compenseren. Dit noemde hij tijd dilatatie en daaruit vloeide zijn wereldberoemde e=mc^2 uit.
Newton dacht dus dat tijd in een vast tempo vooruit liep, maar Einstein kwam erachter dat tijd afhankelijk is van de relatieve snelheid in relatie tot de massa ten opzichte van een ander object.
Om dit vorm te kunnen geven, moest tijd dan ook verweven worden met de ruimtelijke dimensies. Het is immers in relatie tot elkaar een variabele. Dus inplaats van enkel lengtexbreedtexhoogte 3-dimensionaal, werd tijd verweven hiermee als de 4e dimensie en ontstond het begrip ruimtetijd.
Nu komt een visualisatie om de hoek kijken die iedereen wel kent: je hebt een vel met blokjes en wanneer je daar een object op legt rekt alles uit naar beneden toe, net als een bowlingbal op een trampoline. Als je daar een ander object langsop rolt (zoals een knikker), dan rolt deze om het grote object heen.
Stel je nu voor dat je een stalen kogel neerlegt, 100x zwaarder dan een bowlingbal. De ruimtetijd (trampolinevel met blokjes) rekt dan wel heel erg ver uit. Je moet je eigenlijk voorstellen dat 1 zo’n blokje / vierkantje zo ver uitrekt, dat hij bij wijze van niet meer 1 x 1cm is, maar 1x10cm, als een ruit. Met andere woorden: de ruimtetijd is 10 keer langer geworden, dus een object die daar de massa toerolt zal er dan ook versneld naartoe rollen.
Nu komt de relativiteit van Einstein weer om de hoek kijken: om te compenseren voor het verschil in lichtsnelheid wanneer je dit vergelijkt met 2 objecten, moet de tijd dichter bij het zware object (waar de ruimtetijd ver is uitgerekt) langzamer lopen tov verder ervanaf. Immers: hoe sneller je door de ruimtetijd beweegt, des te langzamer loopt je tijd.
Een grappige gedachte om hierbij af te sluiten:
Jij krijgt op 40 jarige leeftijd een kind en een jaar na de geboorte stap je in een ruimteschip. Dit ruimteschip vliegt van de aarde af met bijna de lichtsnelheid en keert na een jaar weer terug. Weer de regel: des te sneller je je beweegt door de ruimtetijd, des te langzamer je tijd loopt. Met andere woorden: de tijd op aarde (waar je kind is), is in relatie tot die van jou dus sneller gaan lopen. Je kind is dus sneller ouder geworden. Op het moment dat je dan op de aarde bent aangekomen en je 42 bent, is je kind bijvoorbeeld al 70, ouder dan jij!
Tijdreizen is dan ook wel degelijk mogelijk, maar alleen naar de toekomst, omdat met de lichtsnelheid als constante de tijd vooruit moet lopen. Daarom kan je ook niet sneller dan het licht! Immers zou de relativiteit mbt ruimtetijd ter compensatie hiervan de tijd achteruit moeten doen lopen. En dan zou je dus terug in de tijd gaan.
[ Bericht 0% gewijzigd door #ANONIEM op 29-09-2020 11:06:18 ]
De reden is vergelijkbaar met waarom een rechte lijn op een vlak stuk papier gekromd en dus langer wordt als je wat zwaars op het papier legt
-
Lijkt me niet logisch dat een lijn dan langer wordtquote:Op dinsdag 29 september 2020 18:22 schreef Haushofer het volgende:
De reden is vergelijkbaar met waarom een rechte lijn op een vlak stuk papier gekromd en dus langer wordt als je wat zwaars op het papier legt
Je moet hierbij even in acht nemen dat het papier zelf doorbuigt.quote:
[..]
Lijkt me niet logisch dat een lijn dan langer wordt
quote:
[..]
Lijkt me niet logisch dat een lijn dan langer wordt
Dit idee zegmaar.
Alleen is deze vergelijking 2dimensionaal. De kromming van ruimtetijd vindt dus plaats in alle richtingen.
Dat is ook de reden dat alle sterren, het maakt niet uit naar welke je kijkt, van je af bewegen. Het maakt ook niet uit vanaf welke ster je dit observeert.
Dat is ook de reden dat alle sterren, het maakt niet uit naar welke je kijkt, van je af bewegen. Het maakt ook niet uit vanaf welke ster je dit observeert.
Ja dat snap ik maar het buigt alleen verder door als beide kanten richting het midden komen. Als je het vast houdt aan beide kanten dan zal het niet of nauwelijks doorbuigen.quote:
[..]
Je moet hierbij even in acht nemen dat het papier zelf doorbuigt.
Ja en dat werkt inderdaad zo bij de, oneerbiedig genoemde, “ouderwetse manier van denken”, voor de algemene en speciale relativiteitstheorie van Einstein.quote:
[..]
Ja dat snap ik maar het buigt alleen verder door als beide kanten richting het midden komen. Als je het vast houdt aan beide kanten dan zal het niet of nauwelijks doorbuigen.
Bij een vel papier neem je enkel de ruimtelijke dimensies in acht (in dit geval eigenlijk 2 dimensies maar), terwijl de ruimte niet enkel bestaat uit de ruimtelijke dimensies: de tijd zit hier namelijk in verweven. Tegenwoordig zien we het dan ook als ruimtetijd.
Met andere woorden: op hele grote schaal , of juist hele kleine schaal, vervormt het hele vel papier dus naar beneden toe bij de aanwezigheid van een grote massa. Echter als je in deze vergelijking doorgaat: als observeerder bÍnnen dit vel papier kun je dat niet letterlijk zien, omdat je dit niet van bovenaf kan beschouwen.
Ditzelfde geldt niet alleen voor ruimtelijke dimensies, maar ook voor tijd. Tijd loopt niet gelijkwaardig vooruit, maar wordt door het ruimtetijd continuüm ook verbogen en verwrongen.
Overigens, als je sneller gaat dan het licht, dan ga je niet automatisch terug in de tijd. Je zult alleen oorzaak en gevolg voor bepaalde gebeurtenissen omgedraaid zien worden.
-
Dit verwoordde ik inderdaad niet correct.quote:
Overigens, als je sneller gaat dan het licht, dan ga je niet automatisch terug in de tijd. Je zult alleen oorzaak en gevolg voor bepaalde gebeurtenissen omgedraaid zien worden.
Misschien wanneer de multiverse theorie zou kloppen. Alleen zou je dan terug in de tijd reizen en terecht komen in een paralelle realiteit, omdat je hem zelf creëert. Als ik het goed heb zou je als aardse sterveling die stil staat in de tijd de persoon die sneller dan het licht gaat dan 3 keer moeten zien:
Het moment waarbij hij vertrekt, het moment waarbij hij terug komt en het moment waarbij hij klaar staat om te vertrekken. Als tijd voor de observeerder vooruit zou lopen, dan zou het fenomeen dus omgekeerd afgespeeld worden
Aparte materie
[ Bericht 3% gewijzigd door #ANONIEM op 29-09-2020 18:56:11 ]
Ja, die papieranalogie schiet tekort omdat de punten door de massa dichter bij elkaar worden gebracht;papier is niet elastisch.
Daarom wordt die rubberanalogie ook vaak gebruikt. Een massa vervormt de ruimtetijd dan zodanig, dat een lijn tussen twee gebeurtenissen wordt gekromd waardoor de lengte verandert. En in de ruimtetijd is de lengte van zo'n zogenaamde wereldlijn een maat voor de verstreken tijd voor een waarnemer die op die wereldlijn beweegt.
Daarom wordt die rubberanalogie ook vaak gebruikt. Een massa vervormt de ruimtetijd dan zodanig, dat een lijn tussen twee gebeurtenissen wordt gekromd waardoor de lengte verandert. En in de ruimtetijd is de lengte van zo'n zogenaamde wereldlijn een maat voor de verstreken tijd voor een waarnemer die op die wereldlijn beweegt.
-
Heb je hier een referentie voor?quote:Op dinsdag 29 september 2020 18:55 schreef feitcepsrep het volgende:
[..]
Dit verwoordde ik inderdaad niet correct.
Misschien wanneer de multiverse theorie zou kloppen. Alleen zou je dan terug in de tijd reizen en terecht komen in een paralelle realiteit, omdat je hem zelf creëert. Als ik het goed heb zou je als aardse sterveling die stil staat in de tijd de persoon die sneller dan het licht gaat dan 3 keer moeten zien:
Het moment waarbij hij vertrekt, het moment waarbij hij terug komt en het moment waarbij hij klaar staat om te vertrekken. Als tijd voor de observeerder vooruit zou lopen, dan zou het fenomeen dus omgekeerd afgespeeld worden
Aparte materie
-
Dat "weten" we misschien wel, maar als wij de tijdsduur zouden meten, dan meten we dat het oneindig lang duurt voordat het object de horizon is gepasseerd. Vanuit ons perspectief, vanaf onze positie, en met onze klokken, duurt het dus echt oneindig lang voordat het object de horizon is gepasseerd.quote:
Het extreme voorbeeld van tijd dilatatie bij een zwart gat is wel een goed voorbeeld, maar dit is puur een optisch verschijnsel puur omdat de zwaartekracht zo sterk is. De zwaartekracht nabij de Schwarzschild horizon van een zwart gat is zo sterk dat licht dat nog wordt uitgezonden door een object met de snelheid '10' naar ons probeert te komen maar met de snelheid '9,9' weer wordt teruggetrokken. Vanuit ons perspectief lijkt dat object steeds langzamer het zwarte gat te naderen en ook steeds roder te worden om vervolgens uit het zicht te verdwijnen. In werkelijkheid is het object het zwart gat allang ingegaan. Voor dat object gaat de tijd even snel en alhoewel onze ogen iets anders zien weten we in werkelijkheid dat het object al het zwarte gat is ingegaan.
Zwaartekracht is niet een kracht; het is de vervorming van ruimte en tijd zelf.
-
Geen referentie, immers kan het nietquote:
[..]
Heb je hier een referentie voor?
, maar ik kan het wel beredeneren denk ik. Ik weet alleen niet hoe ik dat in tekst kan bevatten. Om zwaartekracht en elektromagnetische kracht te verweven heb je wiskundig een 5e dimensie nodig en tja, hoe leg je dat zo uit?
Ik probeer mijn hoofd eens om dit antwoord te wikkelen en precies te begrijpen uit dit verhaal welke 'krachten' er precies werkzaam zijn die, in het TS genoemde atoomklok in het ISS sneller laten draaien dan hier op aarde. Voor zover ik alles heb kunnen begrijpen zijn alle voorbeelden die je genoemd hebt puur een vorm van 'observatie' en 'perspectief'. In jouw 1e voorbeeld met de klok ga je er vanuit dat puur en alleen omdat jij zelf weg beweegt met de snelheid van het licht dat de klok stil blijft staan. Echter, 'even vanuit een leek optiek gezien' heeft dit niets te maken met tijd zelf, maar puur met de fysieke eigenschappen van licht. Het is logisch dat de klok stil staat omdat de fotonen die tegen hem weerkaatsen jou bij het naderen van lichtsnelheid nog amper kunnen benaderen om vervolgens even later, wanneer jij volledig op lichtsnelheid zit, jou niet meer in te kunnen halen. Wat jij ziet zijn de laatste fotonen van de klok die jouw ogen nog hebben kunnen bereiken. Maar in werkelijkheid tikt de klok gewoon normaal door. Jouw massa is min of meer vergelijkbaar met de klok (niet in dezelfde vergelijking tussen jou en de aarde). De tijddilatatie tussen het aardoppervlak en het het ISS is ook maar minimaal, maar wel meetbaar en (GPS) satellieten houden hier ook rekening mee. Echter uit heel jouw verhaal kan ik echt niet halen wat nu de fundamentele kracht is achter de creatie van dit verschil, immers het hele verhaal is gebaseerd op massa en snelheid. Meer massa en meer snelheid betekend een hogere tijddilatatie, maar 'waarom' gebeurt dit? "Tijd" is een ontastbaar iets, een concept bedacht door mensen. Wat ik wel kan begrijpen is dat perspectief er uit vanuit verschillende omstandigheden anders kan 'uitzien', alleen dit is perspectief en de daadwerkelijke krachten die het verschil in de atoomklok veroorzaken zijn mij nog volledig onduidelijk.quote:
Tijddilatatie treed op wanneer het ene object in relatie tot het andere object heel snel beweegt, of inderdaad wanneer de massa van het ene object groot is in relatie tot het andere.
Om de vraag waarom? te beantwoorden moeten we eigenlijk terug naar de relativiteitstheorie van Einstein.
Stel je voor dat je in een auto zit, en je achteruit kijkt naar een grote klok. De wijzers van de klok tikken net als jouw horloge per seconde weg. Maar nu rijdt de auto, terwijl jij naar de klok kijkt, weg van de klok met de snelheid van het licht. De klok waar je naar keek stopt dan met tikken en staan stil, terwijl je weet dat de klok aldaar gewoon doortikt. Met andere worden: op dat moment sta jij stil in de tijd en is je tijd langzamer gaan lopen t.o.v. het andere object. Tijd is dus relatief van jouw snelheid door de ruimte. Met andere woorden:
Des te sneller je door de ruimte beweegt, des te langzamer voor jou de tijd.
Dan nu het probleem daarbij: de wetten van beweging van Newton en de wetten van elektromagnetisme maxwelll spreken elkaar hierbij tegen. De wetten van maxwell stellen dat het licht constant is, namelijk (uit mn hoofd als t goed is) 299.792.458 m/s. En dan ongeacht vanaf waar je het observeert! (Dus een lichtdeeltje dat van je af beweegt gaat even snel als wanneer die naar je toe beweegt). De wetten van Newton zeggen echter dat snelheid afhankelijk is van de beweging van de observeerder. Dus wanneer je op de snelweg 100 rijdt en je wordt ingehaald door een auto die 130 rijdt, dan rijdt de auto die jou inhaalt ik relatie tot jou 30 km per uur. Andersom, komt een auto je met 100 tegemoet rijden, dan is dit respectievelijk 200km/u. Met licht werkt dit dus niet zo.
Maar zoals ik al zei geeft dit een probleem. Want als de natuurkundige wetten overal en waar dan ook ik het universum gelijk zijn, waarom zouden ze dan niet voor het licht gelden?
Nu komt dat wereldberoemde gedachte-experiment van Einstein om de hoek. Hij stelde dat wanneer hij op een perron stond en links en rechts van hem 2 bliksemstralen in zouden slaan, hij het licht hiervan tegelijk zou zien. Immers staat hij in het midden ervan. Echter, wanneer iemand in een trein voorbijraast van links naar rechts met bijna de snelheid van het licht en naar Einstein kijkt terwijl de bliksem inslaat, dan is het logisch en niet anders dat hij de bliksemschicht aan de linkerkant eerder ziet dan de rechterkant, omdat de linker bliksemschicht dichterbij hem is.
Maar, om dit mogelijk te maken moeten dus óf de wetten van beweging van Newton niet kloppen, óf kan de snelheid van het licht niet een constante zijn. Einstein kwam erachter dat je met een kleine truc in Newtons wetten van beweging uiteindelijk alsnog tot een overeenstemming zou kunnen komen. Einstein bepaalde dat de tijd van de man in de trein moet vertragen, om het verschil in het observeren van de snelheid van het licht te compenseren. Dit noemde hij tijd dilatatie en daaruit vloeide zijn wereldberoemde e=mc^2 uit.
Newton dacht dus dat tijd in een vast tempo vooruit liep, maar Einstein kwam erachter dat tijd afhankelijk is van de relatieve snelheid in relatie tot de massa ten opzichte van een ander object.
Om dit vorm te kunnen geven, moest tijd dan ook verweven worden met de ruimtelijke dimensies. Het is immers in relatie tot elkaar een variabele. Dus inplaats van enkel lengtexbreedtexhoogte 3-dimensionaal, werd tijd verweven hiermee als de 4e dimensie en ontstond het begrip ruimtetijd.
Nu komt een visualisatie om de hoek kijken die iedereen wel kent: je hebt een vel met blokjes en wanneer je daar een object op legt rekt alles uit naar beneden toe, net als een bowlingbal op een trampoline. Als je daar een ander object langsop rolt (zoals een knikker), dan rolt deze om het grote object heen.
Stel je nu voor dat je een stalen kogel neerlegt, 100x zwaarder dan een bowlingbal. De ruimtetijd (trampolinevel met blokjes) rekt dan wel heel erg ver uit. Je moet je eigenlijk voorstellen dat 1 zo’n blokje / vierkantje zo ver uitrekt, dat hij bij wijze van niet meer 1 x 1cm is, maar 1x10cm, als een ruit. Met andere woorden: de ruimtetijd is 10 keer langer geworden, dus een object die daar de massa toerolt zal er dan ook versneld naartoe rollen.
Nu komt de relativiteit van Einstein weer om de hoek kijken: om te compenseren voor het verschil in lichtsnelheid wanneer je dit vergelijkt met 2 objecten, moet de tijd dichter bij het zware object (waar de ruimtetijd ver is uitgerekt) langzamer lopen tov verder ervanaf. Immers: hoe sneller je door de ruimtetijd beweegt, des te langzamer loopt je tijd.
Een grappige gedachte om hierbij af te sluiten:
Jij krijgt op 40 jarige leeftijd een kind en een jaar na de geboorte stap je in een ruimteschip. Dit ruimteschip vliegt van de aarde af met bijna de lichtsnelheid en keert na een jaar weer terug. Weer de regel: des te sneller je je beweegt door de ruimtetijd, des te langzamer je tijd loopt. Met andere woorden: de tijd op aarde (waar je kind is), is in relatie tot die van jou dus sneller gaan lopen. Je kind is dus sneller ouder geworden. Op het moment dat je dan op de aarde bent aangekomen en je 42 bent, is je kind bijvoorbeeld al 70, ouder dan jij!
Tijdreizen is dan ook wel degelijk mogelijk, maar alleen naar de toekomst, omdat met de lichtsnelheid als constante de tijd vooruit moet lopen. Daarom kan je ook niet sneller dan het licht! Immers zou de relativiteit mbt ruimtetijd ter compensatie hiervan de tijd achteruit moeten doen lopen. En dan zou je dus terug in de tijd gaan.
Zwaartekracht is de manifestatie van de vervorming van ruimte en tijd door massa. Andere massa's gaan zich anders gedragen als een nabije grotere massa de ruimte vervormd.quote:
Zwaartekracht is niet een kracht; het is de vervorming van ruimte en tijd zelf.
Dat klopt dus ook niet, er zijn ook nog genoeg sterren die naar ons toe bewegen. Een hele triljoen sterren in de Andromeda sterrenstelsel beweegt zich naar ons toe, maar dit wordt veroorzaak door lokale zwaartekracht die objecten sneller naar elkaar toe laten bewegen dan dat de uitzetting van het heelal meer ruimte creëert tussen beide objecten en het 'lijkt' alsof het object zich van ons af beweegt. De beweging die jij ziet gelden voornamelijk alleen voor superclusters van sterrenstelsels.quote:
Dat is ook de reden dat alle sterren, het maakt niet uit naar welke je kijkt, van je af bewegen. Het maakt ook niet uit vanaf welke ster je dit observeert.
[ Bericht 2% gewijzigd door TechnoCat op 30-09-2020 21:29:22 ]
Ik kom hier morgen op terug.quote:
[..]
Ik probeer mijn hoofd eens om dit antwoord te wikkelen en precies te begrijpen uit dit verhaal welke 'krachten' er precies werkzaam zijn die, in het TS genoemde atoomklok in het ISS sneller laten draaien dan hier op aarde. Voor zover ik alles heb kunnen begrijpen zijn alle voorbeelden die je genoemd hebt puur een vorm van 'observatie' en 'perspectief'. In jouw 1e voorbeeld met de klok ga je er vanuit dat puur en alleen omdat jij zelf weg beweegt met de snelheid van het licht dat de klok stil blijft staan. Echter, 'even vanuit een leek optiek gezien' heeft dit niets te maken met tijd zelf, maar puur met de fysieke eigenschappen van licht. Het is logisch dat de klok stil staat omdat de fotonen die tegen hem weerkaatsen jou bij het naderen van lichtsnelheid nog amper kunnen benaderen om vervolgens even later, wanneer jij volledig op lichtsnelheid zit, jou niet meer in te kunnen halen. Wat jij ziet zijn de laatste fotonen van de klok die jouw ogen nog hebben kunnen bereiken. Maar in werkelijkheid tikt de klok gewoon normaal door. Jouw massa is min of meer vergelijkbaar met de klok (niet in dezelfde vergelijking tussen jou en de aarde). De tijddilatatie tussen het aardoppervlak en het het ISS is ook maar minimaal, maar wel meetbaar en (GPS) satellieten houden hier ook rekening mee. Echter uit heel jouw verhaal kan ik echt niet halen wat nu de fundamentele kracht is achter de creatie van dit verschil, immers het hele verhaal is gebaseerd op massa en snelheid. Meer massa en meer snelheid betekend een hogere tijddilatatie, maar 'waarom' gebeurt dit? "Tijd" is een ontastbaar iets, een concept bedacht door mensen. Wat ik wel kan begrijpen is dat perspectief er uit vanuit verschillende omstandigheden anders kan 'uitzien', alleen dit is perspectief en de daadwerkelijke krachten die het verschil in de atoomklok veroorzaken zijn mij nog volledig onduidelijk.
[..]
Zwaartekracht is de manifestatie van de vervorming van ruimte en tijd door massa. Andere massa's gaan zich anders gedragen als een nabije grotere massa de ruimte vervormd.
[..]
Dat klopt dus ook niet, er zijn ook nog genoeg sterren die naar ons toe bewegen. Een hele triljoen sterren in de Andromeda sterrenstelsel beweegt zich naar ons toe, maar dit wordt veroorzaak door lokale zwaartekracht die objecten sneller naar elkaar toe laten bewegen dan dat de uitzetting van het heelal meer ruimte creëert tussen beide objecten en het 'lijkt' alsof het object zich van ons af beweegt. De beweging die jij ziet gelden voornamelijk alleen voor superclusters van sterrenstelsels.
Voor de zekerheid TS: kan ik je vraag samenvatten als
"waarom is tijdsdilatie een fysiek meetbaar effect i.p.v. een optisch, schijnbaar effect"?
Zie trouwens de link in mijn signature voor een steengoed boek hierover
"waarom is tijdsdilatie een fysiek meetbaar effect i.p.v. een optisch, schijnbaar effect"?
Zie trouwens de link in mijn signature voor een steengoed boek hierover
-
Snap je bijvoorbeeld de essentie van de tweeling'paradox', waarbij de ene helft daadwerkelijk fysiek ouder is geworden dan de andere helft?
-
@TechnoCatquote:
Voor de zekerheid TS: kan ik je vraag samenvatten als
"waarom is tijdsdilatie een fysiek meetbaar effect i.p.v. een optisch, schijnbaar effect"?
Zie trouwens de link in mijn signature voor een steengoed boek hierover
Ik snap de observatie, het gevolg, maar niet de exacte oorzaak.quote:
Snap je bijvoorbeeld de essentie van de tweeling'paradox', waarbij de ene helft daadwerkelijk fysiek ouder is geworden dan de andere helft?
Boeken zijn zo jaren 80...quote:
Het ging me om je vraagstelling, zoals Haushofer aangaf. Ik kan niet beginnen met antwoorden voordat die duidelijk is.quote:
[..]
Ik snap de observatie, het gevolg, maar niet de exacte oorzaak.
[..]
Boeken zijn zo jaren 80...
Maar als je de observatie en het gevolg ervan snapt, dan is je vraag eigenlijk heel simpel te beantwoorden.
De oorzaak van tijd dilatatie is simpelweg dat massa en de vorm van (ruimte)tijd variabel is, maar de maximale snelheid in ons universum niet. Die is constant “c”.
Om een verschil in observatie te compenseren blijft bij een bekende massa dus alleen (ruimte)tijd over. En die vervormd dan ook letterlijk
In principe geef je geen antwoord op de vraag. Je geeft enkel aan wat er gebeurt.quote:
[..]
Het ging me om je vraagstelling, zoals Haushofer aangaf. Ik kan niet beginnen met antwoorden voordat die duidelijk is.
Maar als je de observatie en het gevolg ervan snapt, dan is je vraag eigenlijk heel simpel te beantwoorden.
De oorzaak van tijd dilatatie is simpelweg dat massa en de vorm van (ruimte)tijd variabel is, maar de maximale snelheid in ons universum niet. Die is constant “c”.
Om een verschil in observatie te compenseren blijft bij een bekende massa dus alleen (ruimte)tijd over. En die vervormd dan ook letterlijk
"Oorzaak is 'simpelweg' omdat de massa en de vorm van (ruimte)tijd variabel is.".
Wat is de oorzaak? Dat massa ruimte kan verbuigen kan ik me wel iets bij voorstellen, ik denk persoonlijk ook dat 'ruimte' een medium in het universum is (dat ze zelfs los van elkaar staan), maar dat is even een ander onderwerp. Echter kan mijn hoofd er niet omheen waarom massa invloed zou hebben op tijd? Waarom een fysieke klok op een ruimte station om de aarde met dezelfde specificaties hier op aarde iets langzamer gaat dan op het ISS. De grondslag van dat verschil probeer ik te begrijpen. Heel cru gezegd zou je kunnen stellen dat het niet eens aan massa ligt, want digitale klokken gaan ook langzamer toch? Hoe kan dat dan? Is digitale informatie ook onderhevig aan de effecten van massa? Je zou bijna denken dat een volle harde schijf zwaarder is dan een lege (ook al is dat niet zo).
Sorry, maar ik gaf exact antwoord op je vraag.quote:
[..]
In principe geef je geen antwoord op de vraag. Je geeft enkel aan wat er gebeurt.
"Oorzaak is 'simpelweg' omdat de massa en de vorm van (ruimte)tijd variabel is.".
Wat is de oorzaak? Dat massa ruimte kan verbuigen kan ik me wel iets bij voorstellen, ik denk persoonlijk ook dat 'ruimte' een medium in het universum is (dat ze zelfs los van elkaar staan), maar dat is even een ander onderwerp. Echter kan mijn hoofd er niet omheen waarom massa invloed zou hebben op tijd? Waarom een fysieke klok op een ruimte station om de aarde met dezelfde specificaties hier op aarde iets langzamer gaat dan op het ISS. De grondslag van dat verschil probeer ik te begrijpen. Heel cru gezegd zou je kunnen stellen dat het niet eens aan massa ligt, want digitale klokken gaan ook langzamer toch? Hoe kan dat dan? Is digitale informatie ook onderhevig aan de effecten van massa? Je zou bijna denken dat een volle harde schijf zwaarder is dan een lege (ook al is dat niet zo).
Maar aan de hand van het vervolg van je reactie maak ik op dat je de observatie en het gevolg ervan eigenlijk nog niet begrijpt. Dan is het ook niet te bevatten waarom c een constante is waarom en massa en (ruimte)tijd dat niet zijn.
Nu ik begrijp waar de misconceptie begint zal ik morgen even uitgebreid voor je gaan zitten en het verhaal nogmaals onderbouwen, maar dan met afbeeldingen. Dan is het wat makkelijker voor je te zien dan dit vanuit tekst alleen te moeten visualiseren
|
|
