Aankondiging

Samenvouwen
Nog geen aankondiging momenteel

Licht'moeheid'

Samenvouwen
Dit onderwerp is gesloten.
X
X
 
  • Filter
  • Tijd
  • Toon
Alles wissen
nieuwe berichten

    Licht'moeheid'

    Wat drijft licht (fotonen) eigenlijk vooruit? Hoe kan het zijn dat licht na miljarden jaren nog dezelfde snelheid heeft?

    Ten aanzien van het dopplereffect is hier wel eens bij nagegaan hoeveel effect de totale massa van het heelal op een lichtstraal heeft gedurende miljarden jaren?

    Ik bedoel hier mee te zeggen, wij zien een sterrenstelsel op 10 miljard lichtjaar afstand. Althans dat denken we, omdat de roodverschuiving dit aangeeft.

    Maar wat als de gravitatie van het hele heelal de lichtstraal iets zou afremmen?

    #2
    Hoi Demonfreak,
    Je stelt 3 problemen tegelijkertijd ter discussie:
    - de sneheidsconstante van electromagnetische straling
    - de kromming van de ruimte volgens Einstein;
    - het dopplereffect van electromagnetische straling.

    Eerste punt
    Fotonen worden "voortgedreven" door een eigenschap van de ruimte: daarom is de lichtsnelheid een constante.
    Anders gezegd: de lichtsnelheid is een oorzakelijke eigenschap van "onze" werkelijkheid van de natuurkundige fenomenen.
    De constante lichtsnelheid is dus een eigenschap van de werkelijkheid die niet door manipulatie van ons gewijzigd kan worden.

    Tweede punt
    Massa heeft in zoverre een uitwerking op electromagnetische straling dat fotonen worden afgebogen als deze dicht langs een hemellichaam (of een groep hemellichamen) scheren. Dat kan zijn een planeet, een ster, een sterrenstelsel en zelfs een cluster van sterrenstelsels.
    Kortom: alles dat voldoende massa heeft zal deze invloed op de electromagnetische straling doen laten gelden. Bij planeten is de afstand relatief klein en bij clusters van sterrenstelsels zal de invloed over afstanden van lichtjaren nog merkbaar zijn.

    Ten aanzien van deze afbuiging van het licht kan je je afvragen of de sterrenkunde correct compenseert voor de afstand die de fotonen afleggen in relatie tot de sterrenstelsels en sterren die deze fotonen gedurende deze tocht van miljarden lichtjaren passeren.
    Dus: het licht van deze verre stelsels zou misschien veel helderder zijn als een groot percentage van de electromagnetische straling niet door de aanwezigheid van massa afgebogen wordt en dus niet meer in onze telescopen opgevangen worden als straling van dat specifieke hemellichaam (ster, sterrenstelsel, etc.).
    Persoonlijk denk ik niet dat de sterrenkunde zo dom zal zijn om dit niet te betrekken in de berekeningen want de helderheid van sterren en sterrenstelsels is van belang voor de hoeveelheid "donkere energie" en "donkere materie" in ons heelal (de helderheid is een maat voor de aanwezige massa).

    Derde punt
    Het dopplereffect (rood- en blauwverschuiving van de spectraallijnen van het zichtbare licht) is een effect dat optreedt door de onderlinge snelheid van de lichtbron en de waarnemer van de fotonen van deze lichtbron.
    Is de resulterende snelheid zodanig dat lichtbron en waarnemer elkaar naderen dan treedt blauwverschuiving op en verwijderen beiden zich van elkaar dan treedt roodverschuiving op.
    Doordat wij weten dat een electromagnetische golf qua energie-inhoud een samenstelling is van n x h (constante van Planck), is het tegelijkertijd duidelijk dat 2 elkaar kruisende electromagnetische golven moeten interfereren (= subgolfjes maken om elkaar te passeren). In een punt in de ruimte kunnen 2 elkaar kruisende electromagnetisch golven dus niet bij elkaar opgeteld worden (dus op hetzelfde moment opeens in dat punt een sprong van 0 h naar 2h is onmogelijk).
    In theorie zou dit mechanisme de golflengte van het licht kunnen beïnvloeden (het licht wordt "roder"). Maar ook hier geldt: hoe groot is het effect in relatie tot de afgelegde weg van het opgevangen licht?
    Voor mij persoonlijk is de situatie helder: er zal voortdurend roodverschuiving optreden onder invloed van de lokale "lichtdichtheid" in de ruimte.

    Commentaar


      #3
      Hoewel het hier over fundamentele zaken gaat, en hoewel ik nooit getwijfeld hebt aan de constante van het licht, vraag ik me toch af of het inderdaad zo is dat zwaartekracht licht niet af kan remmen. In feite neem ik dat meteen als een gegeven aan, maar kun je ook vertellen waarom het zo is? Is de lichtsnelheid inderdaad een oorzaak van de realiteit en niet het gevolg? Ik weet dat het de aangenomen waarheid is, maar heel even begint bij mij nu het Ph-zwam-lampje actief te worden. Kun je mij er nog eens aan herinneren, met argumenten, waarom het bovenstaande inderdaad waar is?

      En wat als licht door een medium beweegt? Wat zijn dan de mogelijkheden van veranderende lichtsnelheden (waarbij ik uiteraard meteen toegeef dat het verschil maximaal honderden van procenten zal bedragen)?
      This person attempts not to panic, with the aid of several towels.

      Commentaar


        #4
        Hoi DaMatrix,
        Als de snelheid van het licht geen fundamentele eigenschap is van de werkelijkheid dan zou het geen constante zijn. Een constante - het woord zegt het al - houdt in dat ongeacht de fysieke omstandigheden de verplaatsing van energiepakketjes door de ruimte ter grootte van h gebeurt met de snelheid van het licht (~300.000 km/s).
        Nu kan je dat onmiddellijk weerspreken door over zwarte gaten te beginnen: electromagnetische straling kan - volgens de huidige theorieën - niet ontsnappen aan de "aantrekkingskracht" van een zwart gat.
        Maar wat betekent dat eigenlijk? Betekent dit dat de energiepakketjes opeens stil staan of betekent dit dat deze energiepakketjes binnen het zwarte gat bewegen? Denk je hier over na dan kom je ongetwijfeld tot de conclusie dat deze pakketjes zich nog steeds zullen verplaatsen met de snelheid van het licht alleen nu grotendeels binnen het zware gat (een gedeeltelijke opsluiting).

        Als het licht zich door een medium beweegt dan is dat uiteraard het oorzakelijk beginsel achter de constante snelheid van het licht. Want door aan te nemen dat de ruimte geen structuur en inhoud kent anders dan de ons bekende fenomenen (standaardmodel) kan de fysica er maar op los fantaseren. Het grote probleem in de fysica is de huidige consensus dat de ruimte geen structuur kent en daarom ook geen eigenschappen behalve de bekende invarianties (= onveranderlijkheden m.b.t. het gedrag van natuurkundige fenomenen in de ruimte).

        Toch nog even een kanttekening t.o.v. het begrip "medium". In het geval van de ethertheorie houdt dit begrip in dat de ruimte gevuld is met een heel dun alles doordringend gas. Hebben wij het daarentegen over de 3 primaire velden dan heeft het woord medium opeens een heel andere betekenis! Het stelt dan een soort "oerveld" voor waar de 3 primaire velden een soort van differentiatie van zijn. Kortom: de betekenis van het woord "medium" is sterk afhankelijk van de achterliggende theorie waarbinnen je het woord gebruikt. In algemene zin betekent "medium" zoiets als "(tussen)stof".

        Commentaar


          #5
          Ok is helder. Nog even een kleine opmerking: als de lichtsnelheid het gevolg is van de fundementele verhouding tussen de 3 primaire velden, is het dan zo dat in een ander heelal waarin de 3 primaire velden anders zijn 'afgesteld' de lichtsnelheid ook automatisch verandert?

          Nog iets. Bepaalde theorien suggereren een vorm van materie die geen materie of anti-materie is, maar 'tegen-materie'. Deze materie bevindt zich in feite in hetzelfde heelal, maar aan de 'andere' kant van de ruimtetijd. Als je ruimtetijd als een 'sheet' ziet, en deeltjes etc. excaties zijn van de ruimtetijd als gevolg van de interacties tussen de 3 primaire velden - dan zouden er ook excaties aan de andere kant van de ruimetijd kunnen zijn. Maar wat als de primaire velden in het 'schaduw-heelal' iets anders zijn afgesteld? Een andere lichtsnelheid in het schaduw-heelal? Betekent een andere lichtsnelheid als gevolg van het 'tweaken' van de 3 primaire velden ook een andere vacuumenergie etc. in het andere heelal t.o.v. het onze? Als de twee 'heelallen' (eigenlijk 1 heelal, maar dan de twee zijdes van de medaille) toch in principe 1 systeem uitmaken, kan er dan energie-uitwisseling tussen de twee heelallen plaatsvinden? Met als gevolg een donkere energie in ons heelal? Of wellicht het ontstaan van virtuele deeltjes?

          Nu ik hier even over nadenk, denk ik dat de em, sterke en zwakke kernkracht 'hardwired' zijn in 'ons' heelal en dus niet uitwisselen met een schaduwheelal. Van gravitonen is echter voorspeld dat zij spin=2 hebben en dus niet aan de ruimtetijd 'gebonden' zijn. Als dergelijke deeltjes in ons heelal lekken, is dat misschien een verklaring voor donkere materie?

          Een sterrenstelsel in ons heelal ontstaat dan op een plaats waar aan de 'andere' kant van de ruimtetijd al een grote massa aanwezig is (bijv. een 'schaduw-sterrenstelsel). De 'large scale structure' van de kosmos is dan wellicht het gevolg tussen interacties door objecten met massa in 'ons' en het 'schaduw' heelal?

          Dit is zomaar een beetje brainstormen hoor, ik weet echt niet of het ook ergens op slaat. Aangezien jij heel wat beter dan ik ben aangelegd in zowel kosmologie als theoretische natuurkunde, hoe is jouw visie op mijn hersenspinsel?
          This person attempts not to panic, with the aid of several towels.

          Commentaar


            #6
            Hoi DaMatrix,
            Sorry dat ik toch wat te onduidelijk ben geweest. Ik zal proberen het nu wat beter te doen.
            Veronderstel dat je met Google Earth naar de zee voor de kust voor Hoek van Holland kijkt. Je ziet dan de zee van boven af en als de resolutie niet te hoog is dan zie je tegen het egale blauw alleen de uitwaaierende boeggolf van een schip. Leg nu de link tussen die boeggolf en fotonen. Een foton is een electromagnetische golf die bestaat uit een "sliert" quanta (h, de energie-eenheid van electromagnetische straling die de constante van Planck genoemd wordt). De snelheid van deze zich door de ruimte verplaatsende quanta is ~300.000km/s (de bekende constante lichtsnelheid).
            Terug naar Google Earth: veronderstel dat wij de resolutie gaan opvoeren...
            Opeens blijkt dat blauw onder ons niet alleen te bestaan uit die boeggolf van dat schip maar het hele oppervlak van de zee blijkt uit golven te bestaan!
            Exact zo zit het met de ruimte: fotonen zijn dus de intermediaire energieverplaatsingen binnen het electromagnetisch veld in de vorm van een hoeveelheid quanta. Maar buiten deze zich verplaatsende "golven" bestaat de ruimte ook nog uit een "zee" van individuele golfjes die elkaar lokaal versterken en opheffen.
            Conclusie: het electromagnetisch veld in het heelal is één turbulente "zee" van quanta waarvan de bekende fotonen slechts een bepaalde verschijningsvorm vertegenwoordigen.
            Goed, de snelheid van deze quanta en het quantum zelf zijn dus een fundamentele eigenschap van de ruimte. Een soort "basis-eigenschap" die ten grondslag ligt aan allerlei secundaire verschijnselen zoals de elementaire deeltjes, en... bijvoorbeeld zwarte gaten.

            Goed, zal je nu zeggen, maar hoe zit het dan met die andere 2 primaire velden: het zwaartekrachtveld en het Higgsveld? Die maken geen onderdeel uit van het electromagnetisch veld uit dus waarom zal dan het quantum van electromagnetische straling de fundamentele energie-eenheid in ons heelal moeten zijn?

            Kijken wij naar het zwaartekrachtveld dan zien wij dat de uitwerking van dit veld op bijv. materie ook plaats vindt met de snelheid van het licht (~300.000 km/s). En dat betekent dus dat de energiequanta van het zwaartekrachtveld zich kennelijk conformeren aan het electromagnetisch veld...
            Nu zijn hier 2 conclusies mogelijk:
            1. - De quanta van het zwaartekrachtveld en het electromagnetisch veld verschillen van elkaar maar zijn ieder op zich opgebouwd uit onderliggende energie-eenheden die identiek zijn (een soort "deeltjes-theorie").
            2. - De quanta van het zwaartekrachtveld en het electromagnetisch veld zijn identiek aan elkaar.

            Conclusie 1 past niet binnen de natuurkundige waarnemingen maar conclusie 2 eigenlijk ook niet... Want anders hadden de natuurkundigen nooit het graviton verzonnen (dit denkbeeldige intermediaire deeltje is nog nooit waargenomen).

            De 3 primaire velden kunnen uiteraard onderling energie uitwisselen. Denk maar aan de energie van een deeltje in de vorm van rustmassa die beschikbaar komt vanuit het Higgsveld. Adsorbeert dit deeltje vervolgens ook nog fotonen dan gaat het sneller bewegen en volgens Einstein neemt dan de massa van het deeltje wat toe wat weer zijn uitwerking heeft op het zwaartekrachtveld. Kortom: de 3 primaire velden zijn eigenlijk de verschillende manifestaties van één en hetzelfde veld.
            Wees dus niet verbaasd als het intermediaire deeltje van het Higgsveld nooit gevonden zal worden, evenmin als het graviton. In experimenten worden fotonen omgezet in keurige deeltjes en dit geeft al aan dat ons bekende quantum van energie alle bekende verschijningsvormen kan aannemen.

            Het begrip "ruimte-tijd" als onverbrekelijke eenheid komt in het voorgaande ook duidelijk naar voren. Tijd is immers de maat voor verandering en die enorme bewegende "zee" van quanta is een onverbrekelijke eigenschap van de ruimte: voortdurende verandering. Je kan die eeuwige beweging immers niet stilzetten of vertragen/versnellen want wij - opgebouwd uit de natuurkundige fenomenen - kunnen natuurlijk niet datgene beïnvloeden dat de oorzaak van ons bestaan is.

            Dat brengt ons gelijk bij die "tegen-materie". Het probleem van deze hypothese is dat de opstellers er van uit gaan dat de werkelijkheid qua energie bestaat uit een symmetrische evenwichtssituatie waarbij de ons bekende fenomenen zich allemaal aan één kant van het evenwichtspunt bevinden. Nu, de werkelijkheid zit niet zo in elkaar zoals het bestaan van de 3 primaire velden al aangeeft (binnen de ruimte zou dan ook nog een "tegen-ruimte" moeten bestaan: dat wordt allemaal wat te ver gezocht om nog een beetje aannemelijk te zijn).

            Als je het voorgaande op je in laat werken dan zal je vermoedelijk tot de conclusie komen dat al die hypothesen van veel-dimensionale ruimten, schaduw-universa en nog wat van dat grut niets toevoegen aan de werking van ons heelal. Het is allemaal niet noodzakelijk in ons heelal dus waarom zullen al die gedachtenspinsels bestaansrecht moeten hebben?

            Commentaar


              #7
              [Opeens blijkt dat blauw onder ons niet alleen te bestaan uit die boeggolf van dat schip maar het hele oppervlak van de zee blijkt uit golven te bestaan!]

              De volgende stap is dan misschien niet alleen de ruimte als een vlakke zee te zien, maar integendeel als een multidimensionele ruimte.

              In deze ruimte interferen velden niet alleen in evenwijdige posities maar ook haaks enzovoort, ze kunnen mekaar opheffen of versterken en schuin staan maar 'kronkelen' ook misschien (zoals DNA of wervelwinden)

              Dat laatste is wellicht het interessanste (als het gebeurt) want daar kunnen nieuwe fasen ontstaan. De krachten die in deze '(zwarte?) gaten (of ogen van de wervelwind?) ontstaan zijn wellicht natuurkundige fenomenen.
              Mors et Vita

              Commentaar


                #8
                Maar dan nog valt moeilijk te bepalen of het licht van een ver sterrenstelsel door veel of weinig dichte gaswolken is gegaan alvorens het hier is aangekomen. Het is een beetje moeilijk in te schatten of licht ook daadwerkelijk afgeremt kan worden. c=0 zal wel haast nooit voorkomen in het heelal, tenzij de fotonen geabsorbeerd worden. Wat er binnen een zwart gat gebeurt weet niemand, maar je kunt er vanuit gaan dat de fotonen daar eeuwig rondjes draaien rondom de kern.

                En wat als een dergelijk stelsel zich lateraal ipv recht van ons af beweegt? Stel je hebt twee stelsels, beide op ongeveer 10 miljard lichtjaar, maar de ene beweegt lateraal en de andere recht van ons af;

                Als ik het doppler-effect goed ken dan zal het lateraal bewegende stelsel een kleinere roodverschuiving geven dan het andere stelsel.

                Commentaar


                  #9
                  Hoi Demonfreak,
                  Je moet fotonen (of beter: het quantum van electromagnetische energie) niet zien als een fenomeen zoals een solitair deeltje.
                  Het quantum is een universele intermediaire grootheid die zich overal in ons heelal verplaatst. En die verplaatsing gebeurt met een constante snelheid.

                  Commentaar


                    #10
                    We beschouwen velden als tweedimensioneel? Kunnen velden eigenlijk multidimensioneel zijn en waarom eventueel niet?
                    Mors et Vita

                    Commentaar


                      #11
                      Uit al die bovenstaande theorieen, kan ik alleen maar halen dat er nog veel onduidelijkheden zijn, die zelfs de kenners niet kunnen beantwoorden. Je kunt gewoon onmogelijk, ook als je al jaren gestudeerd hebt weten hoe de natuurwetten zijn, maar 1 miljoen lichtjaar van ons vandaan. De constante kunnen zelfs daar al op een aantal punten heel anders zijn.
                      De kosmos, wat een geniaal ontwerp.....

                      Commentaar


                        #12
                        Velden nemen een volume in en wijzigen met het verstrijken van de tijd. Wiskundig spreken wij dan van een 4-dimensionale structuur.
                        "Multi-dimensionaal" is een betekenisloos begrip behalve in de wiskunde. Maar waar de grens ligt tussen een gericht aantal dimensies (bijvoorbeeld 26) en multi-dimensionaal, weet ik niet exact. Overigens lijkt het mij geen zinnige vraag want ik durf te wedden dat je niet kan uitleggen wat exact de kenmerken van een multi-dimensionaal veld zijn...

                        Natuurkundig denken is tegelijkertijd wiskundig denken. De opmerking dat de natuurwetten en -constanten op miljoenen lichtjaren afstand op een aantal punten heel anders kunnen zijn is equivalent aan de opmerking dat je nooit zeker weet of de wiskundige bol helemaal rond is. Wiskundigen weten dat zeker; niet-wiskundigen kunnen fantaseren over het denkbeeld dat helemaal rond misschien niet helemaal rond zal zijn.

                        Commentaar


                          #13
                          Ik veronderstel dat een veld niet alleen een (volume) grootte, oppervlakte of ruimte heeft maar ook bijvoorbeeld een richting, en jullie weten wellicht beter dan ik wat nog verder allemaal eigenschappen kunnen zijn ...
                          Bij mulitdimensioneel denk ik aan velden die eventueel bepaalde kenmerken kunnen switchen of uitbreiden. De richting kan bijvoorbeeld ipv van Noord-zuid, een cirkelrichting (of bolrichting) worden, enz.
                          Het volume kan van vlak naar driedimensionaal gaan (bijvoorbeeld bolveld)

                          Het leek mij dus wel een zinnige vraag maar ik ben wel een leek.

                          Waarom is het niet zinnig?
                          Mors et Vita

                          Commentaar


                            #14
                            De vraag is wat minder handig omdat deze te veel lijkt op speculatie. Iemand geeft zijn fantasie de ruimte en poneert vervolgens een aantal veronderstellingen in de vorm van vragen. Daar krijg je op den duur geen serieus antwoord meer op omdat de anderen wel aanvoelen dan zj dan wel bezig kunnen blijven met het typen van antwoorden.
                            Hoe meer je zelf van de wiskunde, de natuurkunde en de kosmologie begrijpt, hoe gerichter de communicatie met anderen.

                            Commentaar


                              #15
                              [Velden nemen een volume in en wijzigen met het verstrijken van de tijd. Wiskundig spreken wij dan van een 4-dimensionale structuur. ]

                              Het is inderdaad nodig om afspraken te maken en definities te hanteren.

                              Multidimensioneel is blijkbaar niet gedefinieerd in deze context. Ik probeer gewoon een stap verder te denken en andere 'dimensies' te betrekken. Sorry indien je hierdoor het gevoel krijgt dat het om speculatie gaat want dat was het niet. Ik ben onvoldoende 'geschoold', maar ik denk gewoon dat er andere 'dimensies' betrokken kunnen zijn.
                              Ik tracht dit uit te leggen, wellicht op een onhandige manier.

                              Ik vermoed dat anderen die beter geschoold zijn de dimensies zien, die ik kan bedoelen. Maar misschien is er een andere term voor, want als dimensies enkel slaat op ruimtelijke en tijddimensies (ruimtetijd?), hoe noem je dan andere aspecten die belangrijk zijn zoals de richting, de 'sterkte' (enz), in deze context?
                              Ik heb het gevoel dat deze zaken een zeer belangrijke rol kunnen spelen en mee in aanmerking moeten worden genomen maar hoe je dit moet gaan benoemen (het is misschien al benoemd?) weet ik niet.

                              Voor zover een veld niet alleen tijdelijk een bepaalde ruimtelijke dimensie inneemt maar dat er ook andere aspecten gaan meespelen (polariteit, grootte, enz) zou dit kunnen betekenen dat we meer parameters moeten bekijken?
                              Mors et Vita

                              Commentaar

                              Werken...
                              X