Aankondiging

Samenvouwen
Nog geen aankondiging momenteel

reizen naar de sterren: einstein vergeten (niet makkelijk)

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

    reizen naar de sterren: einstein vergeten (niet makkelijk)

    hoi iedereen,

    met het slechte weer heb ik een beetje door dit forum lopen bladeren en het volgende valt mij op: iedere keer als er gesproken wordt over reizen naar de sterren, dan wordt steevast gezegd, dat dit niet mogelijk is omdat de reistijd te lang (duizende) jaren zou zijn. Dat is overigens niet alleen hier op t forum, overal wordt dit vaak als belangrijkste argument aangedragen: "zelfs als we de technologie zouden ontwikkelen, dan nog heeft t geen zin want zelfs met de lichtsnelheid zouden we er duizenden jaren over doen om het centrum vd melkweg te bereiken."

    Maar in deze redenatie wordt einstein volledig vergeten. en dan wordt de kijk op de zaak opeens heel anders:

    men nemen einsteins relativiteitstheorie, ofwel tijd is relatief voor iedere waarnemer. een bewezen theorie, die dagelijks wordt toegepast in onder andere het gps systeem (zonder rekening te houden met de relativiteit van tijd, zouden deze systemen binnen enkele dagen een afwijking van meerdere kilometers hebben).
    kijk, het zit zo: hoe sneller je beweegt, hoe langzamer jou tijd loopt. dus als ik snel reis (naar de sterren) dan gaat mijn tijd langzamer dan de tijd voor een waarnemer op aarde (het zogeheten tweeling-paradox). dus we halen er even een voorbeeldje bij (dit komt overigens letterlijk uit het kleine maar leuke boekje: niks relatief van vincent Icke):

    Ik heb een raket met constante versnelling (even aannemen dat we die kunnen bouwen) van 10 m/s^2. hierdoor voel ik in die raket ongeveer dezelfde versnelling als op aarde en kan ik dus gewoon leven. iedere seconde ga ik dus 10 meter per seconde harder. in het begin is er niet aan de hand, maar hoe sneller ik ga, hoe langzamer mijn tijd gaat lopen, en hoe minder ik vanaf de aarde gezien versnel.
    na 2 jaar aan boord (2 jaar voor mij) is er op de aarde 3.7 jaar verstreken maar ben ik echt maar 2 jaar ouder. ik besluit door te vliegen (nog steeds met een versnelling van 10 m/s^2). hoe sneller ik ga, hoe groter het verschil in relatieve tijd tussen die van mij en de aarde.
    als ik 5 jaar onderweg ben, is iedereen op aarde al 75 jaar ouder! Ik vlieg door, want ik wil naar t centrum vd melkweg, ongeveer 25000 lj van de aarde. wanneer ik halverwege ben, moet ik mijn raket omdraaien en met 10 m/s^2 gaan afremmen, om ten opzichte van de aarde in t centrum vd melkweg tot stilstand te komen. dat is voor mij na iets meer dan 10 jaar. de tweede helft van de reis kost mij dezelfde hoeveelheid tijd, en na 20.4 jaar ben ik ter plekke van het centrum vd melkweg. het leven op aarde is dan echter ruim 26000 jaar verder. maar ikke dus niet. ik heb zelfs genoeg tijd over om in mijn leven terug te keren op aarde. ik zou in minder dan 41 jaar 25000 lichtjaar heen en weer hebben gevlogen. alleen is er dus op aarde waarschijnlijk niemand meer die ik ken, aangezien het leven hier op aarde meer dan 52000 jaar verder is.

    kijk, hier heeft natuurlijk niemand iets aan, ik zou een eenzame "tijd"-reiziger zijn. maar mocht t ooit zover komen, dat we met onze hele beschaving (of in iedere geval een groot deel daarvan) moeten of willen vertrekken, dan is het reizen naar de sterren dus echt niet uitgesloten omdat onze tijd relatief anders verloopt. En geloof me, dit is geen science-fiction, dit is albert einstein, met zijn relativiteitstheorie, die we dagelijks al toepassen...

    dit wilde ik even met jullie delen. ik kan me voorstellen dat er vragen en/of opmerking over bestaan. die hoor ik dan ook graag (tis geen eenvoudige materie)...
    groetjes, maarten
    Celestron C8 - WO Megrez 90 APO - WO ZS 66 SD APO
    Vixen Great Polaris
    Canon 350D - NexImage

    #2
    Hoi Schipluiden,

    Leuke gedachten gang, maar ben bang dat dat niet gaat lukken. Je versnelling is eindig, op dn duur kom je tegen de lichtsnelheid aan, en kost het extreem veel energie. Sneller dan het licht ben ik nog niet uit of dat wel of niet kan, dus stel, je kan sneller dan het licht (achter wordt het donker, voor je veranderen de lichtspectra etc).

    Maar vergeet je niet wat er gebeurt dat je ook terug moet? Ten opzichte van de kern van de melkweg heb je dan dezelfde verplaatsing. Jij zal 41 jaar verstrijken (indien mogelijk) maar de aarde ook.

    Kom je ook bij de traag, wat is tijd.. Verzinsel van de mens.

    Commentaar


      #3
      je redenering is niet helemaal juist corne,
      die versnelling van 10 m/s^2 kost het ruimteschip nog steeds evenveel energie wanneer je vertrekt, of wanneer je bijna met lichtsnelheid gaat (alleen is die seconde niet meer hetzelfde). in mijn verhaal ga je niet over de lichtsnelheid heen, je komt alleen steeds dichter in de buurt. tot je halfweg bent, en dan omdraait om af te remmen.

      en in mijn verhaal heb ik het al over heen en terug: na 41 jaar ben ik terug op aarde, alleen is de aarde meer dan 52000 jaar ouder.

      en over je laatste opmerking: tijd is geen verzinsel van de mens, het is een eigenschap van de ruimte (of beter gezegd: het is een eigenschap van de ruimte-tijd (net als de drie ruimtelijke dimensies)).

      groetjes, maarten
      Celestron C8 - WO Megrez 90 APO - WO ZS 66 SD APO
      Vixen Great Polaris
      Canon 350D - NexImage

      Commentaar


        #4
        Klopt niet helemaal Maarten,

        Je versnelling neemt naarmate je dichter bij de lichtsnelheid komt, ook af. Je voortstuwingskracht blijft gelijk, maar dat betekent ook dat je massa snelheidsafhankelijk is en daarmee is dan je versnelling ook afhankelijk van de snelheid. Het is bij relativistische mechnica niet meer de eerste afgeleide van de snelheid naar de tijd.
        Dit is geen undersign.

        Commentaar


          #5
          Schipluiden, je hebt gelijk wanneer je zegt dat je volgens je eigentijd (de tijd die je als reiziger 'aan boord' meet) in principe afstanden van duizenden, tienduizenden, zelfs miljoenen lichtjaren af zou kunnen leggen in een mensenleven - precies vanwege die tijddilatatie, zolang je maar dicht genoeg tegen de lichtsnelheid aan gaat zitten. Die tijddilatatiefactor (meestal aangeduid met de Griekse letter gamma) gaat in dit opzicht pas een merkbare rol spelen wanneer je al met een zeer flinke fractie van de lichtsnelheid beweegt (ten opzichte van de achterblijvers, in dit geval).

          gamma wordt gegeven door:

          gamma = 1 / sqrt(1 - v^2 / c^2)

          Vul voor v hier eens 0.9*c in, dan krijg je voor gamma ongeveer de waarde 2.29. Met andere woorden, als je die snelheid hebt ten opzichte van de aarde is het verloop van je eigentijd, gezien vanaf de aarde, ongeveer 2.29 keer zo langzaam als het tijdsverloop voor de achterblijvers zelf is. Nog niet echt spectaculair... en dan te bedenken dat de snelste ruimtevaartuigen die we tot op heden hebben kunnen produceren met een hele hoop kunstgrepen net pakweg 15 km/s kunnen halen ten opzichte van de aarde: een snelheid van ongeveer 5/100000 van de lichtsnelheid. Er zitten nogal wat orden van grootte tussen wat we nu kunnen en wat we zouden willen kunnen!

          Maar in principe is het wel fysisch toegestaan, wat je in je eerste post schreef. Alleen zit er dus nogal een verschil tussen 'fysisch mogelijk' en 'technisch haalbaar' in dit geval.
          The scientific theory I like best is that the rings of Saturn are composed entirely of lost airline luggage. ~ Mark Russell

          A MacBook user!

          Commentaar


            #6
            yigal, je hebt gelijk, heb me daarover verkeerduitgedrukt. de voortstuwend kracht blijft gelijk, maar daarvan gaat meer is de massa van je raket zitten als je hard gaat. en voor de versnelling blijft er dan minder over. dat is trouwens precies de reden dat je tot over de lichtsnelheid heen kan met versnellen.

            brinx, dit hele voorbeeld is inderdaad gebaseerd op de tijddilatatie. alleen omdat je raket blijft versnellen, nader je de lichtsnelheid tot wel veel dichter dan 0.9 (die snelheid zou je met de gegeven versnelling binnen een jaar halen). en hoe dichter je bij die snelheid komt, hoe harder t gaat met de dilatatie:
            10 maanden aan boord = 1 jaar op aarde
            2 jaar = 3.7 aardse jaren (ik blijf nog steeds een beetje versnellen, dus nu gaat het steeds harder
            5 jaar = 74.2 aardse jaren
            10 jaar = 11.013 aardse jaren
            15 jaar = 1.6 miljoen aardse jaren en
            20 jaar = 243 miljoen aardse jaren

            dit is natuurlijk als ik mijn motor aan blijf houden... het klopt dat we nu technisch nog niet in staat zijn zo'n ruimteschip te bouwen, maar de theorie stelt dat we in een mensenleven zonder probleem een bezoek aan het andrommeda-stelsel zouden kunnen brengen. dat was wat ik ermee wilde zeggen...
            groetjes, maarten
            Celestron C8 - WO Megrez 90 APO - WO ZS 66 SD APO
            Vixen Great Polaris
            Canon 350D - NexImage

            Commentaar


              #7
              Misschien dat ik het (nog) niet volg / snap maar afstand blijft afstand. Als ik het me zo voorstel, vlak bij de lichtsnelheid dat het 'visueel' het andromedanevel zeer dichtbij is. Wat gebeurt er met de (verschuivende) golflengtes en de beweging van de protonen ten opzichte van de astronaut? Na ca 16 jaar zou je visueel in het andromeda bevinden. Echter, zo zou ik het zien (mijn theorie :P :P ), als je de motor uitzet, dat je nog in het melkwegstelsel bevind en zo'n 15 lichtjaar van de aarde verwijderd ben.
              Geweldige stof om te over na te denken (vooral met Armin van Buuren op..), maar zal het wel verkeerd beredeneerd zien. Eerst meer info over dilatatie opzoeken!

              Groeten,
              Corne

              Commentaar


                #8
                het is ook niet makkelijk... dus even dit: afstand blijft afstand, daar heb je gelijk in. alleen tijd blijft geen tijd:
                vanaf de aarde gezien, vlieg ik steeds harder weg, op een gegeven moment bereik ik bijna de lichtsnelheid. stel ze zullen me vanaf de aarde kunnen blijven volgen, dan zien ze me (even terug naar het originele voorbeeld) na ongeveer 13000 jaar en 12500 lichtjaar verderop omdraaien, om steeds langzamer te gaan vliegen (tov de aarde). wanneer er op aarde 52000 jaar verlopen is (en ze telescopen hebben die me nog kunnen zien), dan zien ze dat ik 25000 lichtjaar van de aarde verwijderd ben en stilsta tov de aarde. afstand blijft afstand. in 26000 aardse jaren heb ik 25000 lichtjaar afgelegd (wat mogelijk is als ik bijna met de snelheid vh licht kan reizen.
                nu de truc: tijd is relatief... dus in 26000 aardse jaren, ben ik er slechts 20 en een beetje ouder geworden omdat ik al die tijd zo snel heb gevlogen.
                is het nu een beetje duidelijker?
                groetjes, maarten
                Celestron C8 - WO Megrez 90 APO - WO ZS 66 SD APO
                Vixen Great Polaris
                Canon 350D - NexImage

                Commentaar


                  #9
                  Volgens mij klopt de redenatie niet helemaal of eigenlijk helemaal niet. Je moet uitgaan van de persoon die onderweg is. Als je 0.9999c vliegt, dan doe je gewoon 100.000 jaar erover om de andere kant van de melkweg te bereiken en 2.7 miljoen jaar om naar de Andromedagalaxy te vliegen. Tijd blijft gewoon afstand/snelheid. Dat er op aarde dan 100.000.000 of noem maar wat jaar verstreken is, is dan niet belangrijk. Volgens mij kun je niet zeggen dat als voor mensen op aarde 230 miljoen jaar is verstreken voor jou pas 20 jaar is verstreken, maar dat je wel de afstand hebt afgelegd al zou je 230 miljoen jaar of iets anders tussen de 20 en 230 miljoen jaar onderweg zijn.

                  Naarmate je dichter bij de lichtsnelheid komt, zal het licht dat uitgezonden wordt van jouw schip er steeds langer over doen om de aarde te bereiken(als je recht van de aarde af beweegt). Het begint dus langzaamaan te lijken alsof je niet meer beweegt. Beweeg je je exact met de snelheid van het licht, dan komt het licht helemaal niet meer aan op aarde. Of is dit alleen bij geluid? Je krijgt dus een roodverschuiving van het licht, maar als dit extreem wordt doorgetrokken komt het licht dan helemaal niet meer aan? Ik weet dit niet zeker.

                  Commentaar


                    #10
                    Eigenlijk is het gekoppeld aan die tijddilatatie, maar de afstand die je af moet leggen naar bijvoorbeeld M31 is daadwerkelijk korter naarmate je met een hogere snelheid reist. En dat bedoel ik niet in de zin van dat je dezelfde afstand in een kortere tijd aflegt (wat de achterblijvers wel zullen zeggen), maar dat wanneer je met 0.99c vanaf de aarde vertrekt, de afstand die je meet van je ruimteschip tot aan M31 veel korter is op het moment van vertrek dan de afstand die je meet op het moment van vertrek wanneer je met 'slechts' 0.5c vertrekt.

                    Losjes gezegd: voor de achterblijvers gaat jouw klok langzamer lopen, voor jou loopt je klok normaal maar wordt je af te leggen afstand een stuk korter (lengtecontractie). Leuk spul, die SRT.
                    The scientific theory I like best is that the rings of Saturn are composed entirely of lost airline luggage. ~ Mark Russell

                    A MacBook user!

                    Commentaar


                      #11
                      Hmm, ok, ook meer op internet net gelezen en snap nu wel de beredenering en de berekeningen.

                      Je zou het dus zo kunnen zien. Het geval waar jij dan zich in bevind, bv spaceshuttlem heeft dan zn eigen tijdcapsule om zich heen. In dat geval heeft alles altijd een eigen 'tijd' en bestaat er geen absolute tijd.

                      Stel je vlieg naar een planeet ergens in een stelsel veel verder dan het andromedastelsel, dan zien de bewoners op die planeet je met een bloedvaart aanstormen, maar dan met een relatieve snelheid/ tijd ten opzichte van hen. Jij wijst naar de hemel en zegt dat je daar vandaan komt, van een planeet die nog niet bestaat en dus nog niet ziet. (ten opzichte van hen), en ik heb er maar 30 jaar over gedaan... Dat betekent dat je visueel terug in de tijd kan. Echter, er naar toe, versnel je.

                      Edit: Ik twijfel of je daadwerkelijk visueel terug kan kijken in de tijd, want is dan voor jou op dat moment de rest van het heelal versneld voorbij gegaan..?


                      Hoe zit het dan als je telkens rondjes maakt om een planetaire nevel. Na een paar jaar nieuwe sterren geboren met planeten?

                      Gevoelsmatig zegt iets dat er iets niet klopt, theoretisch (wat betreft de theorie die nu bekend is) kan ik het wel voorstellen.

                      Ik las ook dat er testen waren gedaan of tijddilatatie bestaat en zoja dit is gevonden met behulp van atoomklokken via zeer snelle vliegtuigen. Maar wat zou er gebeurd zijn met de atoom zelf.. Kloppen de calibratie gegevens dan nog?

                      Tijd om naar bed te gaan, morgen te vroeg eruit..

                      Gr Corne

                      Commentaar


                        #12
                        Is dit niet gewoon de tijdsparadox die er nog vanuit gaat dat tijd absoluut is. Kunnen we dergelijke zaken wel degelijk met elkaar vergelijken? We gaan er in beide redeneringen (t.o.v. de thuisblijvers is er x jaar verstreken, of t.o.v. de reizigers is er y jaar verstreken) nog altijd vanuit dat tijd iets absoluuts is en uit te drukken zou zijn in een tijdseenheid van de ander, maar dat is het gewoon niet.

                        Maar Brinx, hoe kun je die afstand nu meten, als je nog eerst moet starten en snelheid moet maken? Dus jij zegt dat naarmate je sneller gaat, de afstand tot een object korter lijkt te worden? Hier zou ik graag meer over weten.

                        De tests met atoomklokken kloppen gewoon. Dit effect wordt vandaag de dag nog gebruikt bij GPS. De tijd lijkt trager te gaan bij een object dicht bij een andere zwaar object omdat t.o.v. een object dat verder van dat zware object ligt, de invloed van de zwaartekracht kleiner is. T.o.v. het object verder van dat zware object(de aarde in dit geval), verliest het lichtdeeltje energie, waardoor de lichtstraalgolf uitgerekt wordt. Dezelfde hoeveelheid informatie komt dus langzamer boven aan dan hij onder was vertrokken. Dus als je het weer vergelijkt met de sirene, was de toonhoogte bijvoorbeeld eerst 500Mhz, en bovenaan komt het met 499 Mhz aan (getallen kloppen niet met werkelijkheid).

                        Commentaar


                          #13
                          @redfish: jou redenatie gaat uit van absolute tijd. einstein heeft aangetoond dat tijd relatief is en dat tijd dus niet voor iedere waarnemer even snel verloopt. en als ik met bijna de lichtsnelheid vlieg, dan vertrekt het licht van mijn achterlichtje (remlicht niet nodig) nog steeds met de snelheid vh licht tov mijn schip richting aarde... (omdat mijn tijd anders is)

                          @brinx: de werkelijke physische afstand verandert niet. alleen drukken we op aarde grote afstanden uit in "aardse" lichtjaren. de afstand die het licht overbrugd in een aards jaar. uitgedrukt in jaren aan boord van het ruimteschip, zou een lichtjaar anders zijn, omdat het jaar niet meer even lang is. echter, beide waarnemers (op aarde en in het ruimteschip) zullen over de totale afstand in kilometers dezelfde uitspraak doen.

                          @corne: je begint t bijna te begrijpen. alleen terugkijken in de tijd is op deze wijze niet mogelijk. kijk, nadat ik na 20 jaar stilsta tov de aarde, nabij het centrum vd melkweg, is het licht dat van de aarde kwam (op aarde 26000 jaar geleden) dat punt al gepasserd (ik ben ten slotte niet sneller dan het licht gaan vliegen. wat ik wel zie is het volgende: de tijd die verstreken is op aarde - mijn gemaakte afstand in aardse lichtjaren, zoveel jaar na mijn vertrek zal ik de aarde later zien dan bij mn vertrek...
                          Celestron C8 - WO Megrez 90 APO - WO ZS 66 SD APO
                          Vixen Great Polaris
                          Canon 350D - NexImage

                          Commentaar


                            #14
                            @redfish 2: we gaan er niet vanuit dat tijd absoluut is, waar we wel van uit gaan is dat er een absolute tijdstandaard is. en die is er: de atoomklok (gebaseerd op trillingen van een atoom). verder heeft iedereen zijn eigen tijd, omdat onder verschillende omstandigheden, die atoomklok anders zal verlopen. dit maakt de tijd relatief. en daar kan je alle bovenstaande uitspraken gewoon over doen. je moet alleen erbij vermelden tov wat de tijd is. dit is net zoals bij snelheid (ook relatief): je kan nooit beweren: iets beweegt zo of zo snel. correct is: iets beweegt zo en zo snel tov iets anders. hier maken we op aarde weinig gbruik van (we laten het tov de aarde gemakshalve weg), maar correct zou het wel zijn. voorbeeld: ik zit in een trein, gooi een bal recht omhoog en deze komt in mijn hand terecht. mijn conclusie is, de bal heeft geen voorwaardse snelheid. ik doe dit terwijl de trein voorbij een station rijdt. iemand kijkt vanaf het perron naar mij, en ziet de bal door de lucht gaan. deze zou concluderen: de bal heeft wel voorwaardse snelheid. beide beweringen zijn even waar, als zede toevoeging maken: ten op zichte van mij!
                            zo werkt het met tijd ook. een seconde is een seconde (gestandariseerd met de atoomklok) en zal voor iedere waarnemer een seconde zijn. alleen kunnen die secondes tov andere waarnemers langer of korter zijn. we kunnen dus zonder problemen zeggen dat de seconde aan boord van het snel vliegende ruimteschip langer tov de seconde op aarde!

                            laatste puntje: het is een misvatting dat een gravitatie veld de belangrijkste reden is voor de relativiteit van tijd. zeker hier op aarde lopen klokken niet anders als ze wat verder van de aarde afliggen. het gaat hier om de snelheid van de verschillende klokken. een klok in de bergen heeft meer snelheid dan een klok op zeeniveau (ga na: de cirkel die ze moeten afleggen om de aardas heen verschilt, maar ze doen het wel beide in 24 uur). hierdoor ontstaat de tijddilatatie. niet door t verschil in gravitatieveld.

                            groetjes, maarten
                            Celestron C8 - WO Megrez 90 APO - WO ZS 66 SD APO
                            Vixen Great Polaris
                            Canon 350D - NexImage

                            Commentaar


                              #15
                              Origineel geplaatst door Schipluiden
                              echter, beide waarnemers (op aarde en in het ruimteschip) zullen over de totale afstand in kilometers dezelfde uitspraak doen.
                              Nope, dat is niet waar. Check de Lorentztransformatie! Die vormt het fundament van deze hele discussie. Die beschrijft precies de fenomenen die hier besproken worden: tijddilatatie en, onlosmakelijk ermee verbonden, lengtecontractie.

                              edit:

                              Origineel geplaatst door Schipluiden
                              laatste puntje: het is een misvatting dat een gravitatie veld de belangrijkste reden is voor de relativiteit van tijd. zeker hier op aarde lopen klokken niet anders als ze wat verder van de aarde afliggen. het gaat hier om de snelheid van de verschillende klokken. een klok in de bergen heeft meer snelheid dan een klok op zeeniveau (ga na: de cirkel die ze moeten afleggen om de aardas heen verschilt, maar ze doen het wel beide in 24 uur). hierdoor ontstaat de tijddilatatie. niet door t verschil in gravitatieveld.
                              Dit is strikt genomen ook niet waar. Gravitationele tijddilatatie is wel degelijk een onafhankelijk effect van de tijddilatatie die optreedt doordat waarnemers een relatieve snelheid hebben.
                              The scientific theory I like best is that the rings of Saturn are composed entirely of lost airline luggage. ~ Mark Russell

                              A MacBook user!

                              Commentaar

                              Werken...
                              X