E=mc^2 in ander perspectief gezien

DeepSkyScanner

Halsstarrige sterrenstaarder
Al die fantasie over meerdere universums. Ze kunnen elkaar niet zien of beinvloeden.
Er is een verschil tussen de voorstelling dat er vele "universums" geïsoleerd naast elkaar kunnen bestaan, en dat er een "multiversum" is vanwege de consequenties van de quantum-mechanica. Dat laatste is wat David Deutsch propageert (dat idee was overgens niet van hem, maar dat heeft hij ook niet beweerd).

Wanneer de quantum-mechanica er van uit moet gaan dat tegengestelde toestanden van eenzelfde object tegelijk bestaan ("superpositie"), dan ontkom je haast niet aan een interpretatie die stelt dat die twee toestanden ook echt naast elkaar bestaan, namelijk in verschillende universums.

Het is geen wetenschappelijke zekerheid, dus in dat opzicht mag je ook als leek gerust skeptisch zijn. Echter, dit is voer voor theoretische physici, wat ook mijn capaciteiten te boven gaat. Het zou te arrogant zijn om te doen alsof een leek op dit gebied zich een pertinente mening kan permitteren, terwijl de werkelijke experts die met dit thema tientallen jaren bezig zijn geweest en het nog steeds zijn, het met elkaar niet eens kunnen worden, omdat het zo een taai wetenschappelijk onderwerp is.

Dit soort speculaties zijn in ieder geval wel iets meer dan alleen maar fantasie. Ze baseren op wetenschappelijke logica. Eventuele problemen worden ook benoemd en niet weggemoffeld. Daar is het wetenschap voor.

Toen Max Planck met de quantisatie op de proppen kwam, om een uitweg uit de impasse van de klassieke natuurkunde te vinden, werd zijn voorstel ook als "fantasie" afgedaan. Hoe kon de Natuur zo iets geks doen? Dat is toch fantasie, zo'n quantisatie van energie? Ook Einstein vond de latere ontwikkeling van de quantum-mechanica wel interessant, maar ook te gek voor woorden. En toch werkt het.

Soms blijkt wetenschap gekker dan de wildste fantasie te zijn. En daarom mogen wetenschappers hun ogen niet sluiten voor wat tegen onze intuïtie indruist.
 
Laatst bewerkt:

sixela

hulpbeheerder - hij/hem/zijn
Om die verwarring wat in te perken heet de many worlds interpretatie ook zo: een “wereld” is iets anders dan een universum.
 

Eelco

Aarde (meestal)
Dit soort speculaties zijn in ieder geval wel iets meer dan alleen maar fantasie. Ze baseren op wetenschappelijke logica. Eventuele problemen worden ook benoemd en niet weggemoffeld. Daar is het wetenschap voor.

(y)(y)

Een goede wetenschapper speculeert én heeft een grote prullenbak. En dan af en toe: 🍾
 

AtM

Prutser
Zeker!
Maar de speculaties moeten wel tot falsifieerbare voorspellingen leiden, anders wordt het een beetje inwisselbaar.
 

DeepSkyScanner

Halsstarrige sterrenstaarder
Logica is niet zomaar inwisselbaar. We kunnen met wetenschappelijke logica tot inzichten komen die helemaal niet meteen falsifieerbaar zijn, maar pas veel later in een andere contekst toch goed blijken te zijn. Dat is nou precies de kracht van wetenschap. Als we alleen afhankelijk waren geweest van falsifieerbaarheid, hadden we veel dingen niet ontdekt of uitgevonden.
 

Eelco

Aarde (meestal)
Precies - die falsificeerbare voorspellingen komen niet altijd gelijk - genoeg voorbeelden te noemen. Blijft gewoon wetenschap. Maar soms moet je geduld hebben (en de prullenbak ook :) ).
 

DeepSkyScanner

Halsstarrige sterrenstaarder
Paul Dirac voorspelde het positron-deeltje, toen er nog geen mogelijkheid was dit te weerleggen noch te bevestigen. Maar de logica van de wetenschap gaf de aanwijzing ertoe.
Alleen al Einstein's wetenschap leidde tot voorspellingen die niet rechtstreeks falsifieerbaar bleken te zijn, maar op de een of andere wijze uiteindelijk wel als correct werden erkend. Op het pad van de quantum-mechanica werden meer van dat soort voorspellingen gedaan die volgden uit de samenhang van wat al leek te werken als theorie.
Max Planck's quantisatie werd vooraleerst skeptisch ontvangen, omdat het in die vorm nog niet falsifieerbaar was. Maar de oplossing voor het probleem die de theorie bood, was voldoende om op dat pad door te gaan.
Het gaat erom dat we niet altijd een tastbaar physisch experiment ter beschikking moeten hebben om een wetenschappelijk vermoeden ("conjecture") uit te mogen spreken, als we voor dat vermoeden sterke aanwijzingen zien. Er zal vroeg of laat wel een experiment of een ander soort bevestiging volgen, maar het is niet zo dat we de waarde van het vermoeden al die tijd dienen te wantrouwen, puur en alleen omdat er nog geen empirisch bewijs is. De logische samenhang van het vermoeden legt ook gewicht in de schaal.
 

FredBt

Donateur
De bekende kortere formule is wat er overblijft als v=0, als de snelheid nul is. Dat is uiteraard geen formule die voor een foton kan gelden
Voor mijn begrip: in ons universum hebben wij altijd te maken met uitdijing, helixen en allerlei beweging, waar iets zich ook bevindt. Is het überhaupt wel mogelijk om een snelheid van 0 te hebben?
 

Bert Bogchelman

Moderator
Je zou kunnen zeggen dat de lichtsnelheid snelheid nul is, en als je uit materie bestaat, je een negatieve snelheid meet. Daar betaal je een prijs voor, dat heet tijd. En tijd is geld.
 

Eelco

Aarde (meestal)
Dit topic is magisch.
Elke dag even de nieuwe berichten lezen en dan concluderen:
"I'm still confused, but at a much higher level".

Ha ha ... dat geldt voor de wetenschappers die zich hiermee bezig houden net zo (mezelf inclusief) :)

De natuur is 'utterly confusing, at so many levels'. Maar dat maakt het juist een uitdaging, zou ik zeggen.
 

AtM

Prutser
Paul Dirac voorspelde het positron-deeltje, toen er nog geen mogelijkheid was dit te weerleggen noch te bevestigen. Maar de logica van de wetenschap gaf de aanwijzing ertoe.
Alleen al Einstein's wetenschap leidde tot voorspellingen die niet rechtstreeks falsifieerbaar bleken te zijn, maar op de een of andere wijze uiteindelijk wel als correct werden erkend. Op het pad van de quantum-mechanica werden meer van dat soort voorspellingen gedaan die volgden uit de samenhang van wat al leek te werken als theorie.
Max Planck's quantisatie werd vooraleerst skeptisch ontvangen, omdat het in die vorm nog niet falsifieerbaar was. Maar de oplossing voor het probleem die de theorie bood, was voldoende om op dat pad door te gaan.
Het gaat erom dat we niet altijd een tastbaar physisch experiment ter beschikking moeten hebben om een wetenschappelijk vermoeden ("conjecture") uit te mogen spreken, als we voor dat vermoeden sterke aanwijzingen zien. Er zal vroeg of laat wel een experiment of een ander soort bevestiging volgen, maar het is niet zo dat we de waarde van het vermoeden al die tijd dienen te wantrouwen, puur en alleen omdat er nog geen empirisch bewijs is. De logische samenhang van het vermoeden legt ook gewicht in de schaal.
Dat iets niet te falsifieren is vanwege de stand der techniek is niet wat ik bedoelde, want dat is doorgaans een kwestie van tijd. Hoe lang heeft het wel niet geduurd tot we gravitatietrilingen konden meten, terwijl Einstein die toch al heel lang geleden voorspeld had.

Ik doelde op meer dogmatische verklaringen, maar dan kom je al snel op het vlak van religie en dergelijke, en daar is geen sprake van een prullenbak. Kijk bij voorbeeld naar het debat tussen intelligent design (dogma) en evolutieleer (wetenschap).
Maar ik denk dat het beter is zo'n discussie hier maar niet te voeren...
 

Leymtop

Vesta
Voor mijn begrip: in ons universum hebben wij altijd te maken met uitdijing, helixen en allerlei beweging, waar iets zich ook bevindt. Is het überhaupt wel mogelijk om een snelheid van 0 te hebben?
Snelheid is net als energie relatief. Het hangt er maar net vanaf wat je als referentie gebruikt. Als je met dezelfde snelheid in dezelfde richting met een object meebeweegt zal je concluderen dat de snelheid van dat object nul is, terwijl als er een snelheid of richtingsverschil is je wel een snelheid zal meten. Dan rijst ook de vraag: beweegt het object zich weg van jou vandaan of is het andersom, en ben jij degene die van dat object weg beweegt. Ook weer een kwestie van wat je als referentie gebruikt. En inderdaad, doordat alles in het heelal in beweging is ten opzichte van elkaar bestaat er geen absoluut referentiepunt.
 

Rudy

Donateur
De natuur is 'utterly confusing, at so many levels'.

Kan zijn dat we het hele plaatje nog niet overzien en het eigenlijk vrij simpel is.

Aanvullend, als ons heelal een zekere complexiteit heeft qua natuurwetten, zijn er elders universa die minder complex zijn en eveneens waarnemers kunnen bevatten die over dit soort vragen nadenken? Wat is de laagst mogelijke complexiteit van een heelal met waarnemers? Dat zijn vragen waar ik aan moet denken. :unsure: 😁
 

Observer

Uranus
Kan zijn dat we het hele plaatje nog niet overzien en het eigenlijk vrij simpel is.
Exact mijn idee.

Ons huidige model is zo complex en kritisch dat ons heelal er alleen uitkomt bij precies gekozen parameters. En anders komen er allerlei andere universums uit. Allemaal even geldig.
Het gaat "mij" te ver om aan te nemen dat dit dan maar zo is.

Ik denk dat Ockham's scheermees hier van toepassing is. Ergens zijn we een verkeerde weg ingeslagen en nu lopen we op een wonderbaarlijk pad.
 

DeepSkyScanner

Halsstarrige sterrenstaarder
Het gaat "mij" te ver om aan te nemen dat dit dan maar zo is
Wetenschap neemt geen genoegen met de berusting dat "het dan zo maar moet zijn". Wetenschap leeft juist van het vuurwerk dat we niet berusten, dat we blijven zoeken en heel soms iets spectaculairs ontdekken.
Soms stoten we ons tegen een steen en vloeken dat we beter hadden moeten opletten. Terwijl we niet te weinig hebben opgelet, maar met de verkeerde ogen. Hadden we anders gekeken, dan hadden we gezien dat we niet tegen een steen, maar tegen een goudklomp aanliepen.
We hebben ons misschien te vaak tegen "stenen" gestoten, zonder ons te realiseren dat we het obstakel met een frisse blik hadden moeten bekijken.
 

Observer

Uranus
Wetenschap neemt geen genoegen met de berusting dat "het dan zo maar moet zijn".
Ik had ook "mij" tussen aanhalingstekens geplaatst.

Verder ben ik het eens met wat je schrijft. Vooral het niet berusten en blijven zoeken.
Het punt dat ik probeerde te maken is in hoeverre eerder geaccepteerde aannames ons op een (complex) dwaalspoor brengen.
 

Eelco

Aarde (meestal)
Ik doelde op meer dogmatische verklaringen, maar dan kom je al snel op het vlak van religie en dergelijke, en daar is geen sprake van een prullenbak.

Als je de wetenschap gaat verlaten ... maar dan ben je de doelpalen aan het verzetten (daar we het over wetenschap hadden), om maar eens een actueel toepasselijke term te gebruiken :)
 

FredBt

Donateur
Kan zijn dat we het hele plaatje nog niet overzien en het eigenlijk vrij simpel is.

Aanvullend, als ons heelal een zekere complexiteit heeft qua natuurwetten, zijn er elders universa die minder complex zijn en eveneens waarnemers kunnen bevatten die over dit soort vragen nadenken? Wat is de laagst mogelijke complexiteit van een heelal met waarnemers? Dat zijn vragen waar ik aan moet denken. :unsure: 😁

Ik denk inderdaad dat wij veel te moeilijk tegen het geheel aan kijken en dat oplossingen veel simpeler zijn en voor de hand liggend dan wij ons nu kunnen voorstellen.

Vanuit de discussie over het tweespleten experiment hebben wij geleerd dat er verschillende inzichten zijn die kunnen leiden naar werkbare theorieën.

Uit de discussie hebben wij ook geleerd dat snelheid en energie relatief zijn. Een snelheid van 0 kan dus eigenlijk niet en dat zet rekenen met golf pakketjes met een snelheid van 0 in een merkwaardig perspectief. Het werken met een massa van 0 idem dito. Hoe een massa van 0 een fysische realiteit kan hebben dat snap ik (nog) niet. Het lijkt een beetje op de "Nieuwe kleren van de Keizer", een verhaal dat ik vroeger heb gelezen. Het foton bestaat dus geheel uit energie, dat begrijp ik er nu uit. Ook dat wringt (nog) in mijn logica.

Zelf heb ik veel inspiratie uit dit hele topic gehaald en zal mij nog wel lang met de inhoud bezig blijven houden. Wat mij in nog grotere mate is gaan interesseren is het gebied in de deeltjesfysica waar de hoge energieën (met ergens als bovengrens blijkbaar de Planck energie) een grote rol spelen. Met name dat er van fotonen deeltjes gemaakt kunnen worden en visa versa (met massa fotonen maken) heeft mijn bijzondere aandacht (Eelco in item #92 en Sixela in #93). Het bijzondere is nu dat deze deeltjes (golf pakketjes) die je kunt maken uit hetzelfde foton wel weer met massa gemaakt worden. Dan rijst bij mij ook onmiddellijk de vraag of een foton elementair (of als elementair beschouwd kan worden) is als je het kunt opsplitsen in verschillende golf pakketjes? Moeten wij het foton dan niet eerder zien als een soort mini-atoom? Dit denk ik ook omdat ik een diagram gezien op internet in een stukje content van professor 't Hooft waarin de diverse energieën van laag tot hoog worden weergegeven. De foton staat onderaan met een energie van 0 en daarboven alle golf pakketjes. Het foton als enige met een massawaarde van 0 doet enigszins merkwaardig aan in het diagram. Je zou hem daar op die plaats in het diagram in ieder geval niet verwachten en zeker niet als het uit kennelijk te splitsen delen bestaat.

Afbeelding massawaarden.gif


Ik denk dat de "crux" hem hier ergens moet zitten. Niets wordt geschapen en niets gaat verloren heb ik geleerd en dus als fotonen een bepaalde interactie ondergaan zal het restproduct of datgene wat verloren is gegaan wel ergens gebleven zijn denk ik, ook in de context van zwarte stralers.

Ook denk ik steeds sterker dat de snelheid "c" gemaximeerd is voor massa. Hoe lichter de massa, hoe dichter "c" benaderd wordt. In mijn optiek hoofdzakelijk fotonen waar er zo ontzettend veel van zijn in ons universum. Van "c" tot "c^2" is een gebied dat wel actief moet zijn maar niet in onze werkelijkheid. Blijft dus in mijn persoonlijke theorie, vanuit dit onderscheid dat ik maak, dat massa altijd van toepassing is in onze werkelijkheid.

Zoals hierboven vermeld neemt het foton een bijzondere plaats in in het diagram. Persoonlijk zou ik het veel eerder plaatsen in de range van de constante van Planck en Dirac, ergens in de buurt van de 10^15 GeV. Dit kan in mijn gedachten omdat bijvoorbeeld het getal Pi wel bestaat maar ook slechts te benaderen en dan zeggen wij ook niet 0 maar de benaderde waarde.

Of het foton massa is of energie is in mijn theorie ook niet helemaal doorslaggevend. Het enige is dat als het energie is en geen massa dat het wel het grensgebied vertegenwoordigt van onze werkelijkheid. Persoonlijk vind ik het voor komen van zowel energie als massa in onze werkelijkheid onaannemelijk. Maar nogmaals: het is het grensgebied.

Als wij als bovengrens nemen het foton (of het samenstel wat een foton vormt) en als ondergrens het zwaarste energie pakket (deeltje, inclusief de theoretische en nog te ontdekken deeltje(s)) dan hebben wij een goede afbakening van onze op het elektromagnetisme gebaseerde werkelijkheid. Die werkelijkheid wordt in mijn ogen begrenst door de lichtsnelheid "c".

Het gebied met energieën boven de "c" tot "c^2" is in mijn ogen zeker een gebied met fysische realiteit. Dit speelt zich alleen af buiten onze werkelijkheid. In dit gebied - waarin zich de ruimtetijd vormt - vindt de transformatie van "E" naar "m" plaats. Dus van "c^2" naar "c" waarbij "c" de maximale snelheid is die gerelateerd kan zijn aan materie (dus inclusief de fotonen in mijn visie). Dit is een zeer heftig proces en geen oerknal te noemen in de zin zoals wij er tegen aan kijken. In mijn visie is het een ontlading (van "c^2" naar "c").
De vraag is dan ook weer onmiddellijk of het proces omkeerbaar is, dus van "c" naar "c^2" (van materie naar energie). Hier speelt dan weer het vraagstuk van donkere energie en hoe wij dit kunnen duiden.

Als, het is niet per se nodig maar wel logisch in mijn opinie, fotonen (of hun samengestelde onderdelen) een reële en niet alleen een relativistische massawaarde hebben dan zijn het fermionen met een halftallige spin en geen bosonen met een spin van 1 meer en dat verandert ook de zaak.

Door het voor te stellen op de bovenstaande manier komt ook het verschijnsel van donkere energie in een veel logischer perspectief te staan.


Exact mijn idee.

Ons huidige model is zo complex en kritisch dat ons heelal er alleen uitkomt bij precies gekozen parameters. En anders komen er allerlei andere universums uit. Allemaal even geldig.
Het gaat "mij" te ver om aan te nemen dat dit dan maar zo is.

Ik denk dat Ockham's scheermees hier van toepassing is. Ergens zijn we een verkeerde weg ingeslagen en nu lopen we op een wonderbaarlijk pad.

Het is misschien vloeken in de kerk. Maar stel dat ook fotonen (of het samenstel van de onderdelen) altijd een massa vertegenwoordigen en dus ook vanuit dat oogpunt een fysische realiteit worden toegedicht dan kunnen wij dit gedachten experiment verder uitbouwen. (Kan op zijn minst geen kwaad). Want ineens zouden wij donkere materie maar ook kwantumzwaartekracht in nader perspectief kunnen plaatsen.

Het mooie is dat als wij deze hobbel nemen de "Oerknal" ook in een ander perspectief gezet kan worden en dan bedoel ik onder andere dat redeneren vanuit een situatie van oneindige druk en temperatuur niet meer nodig zal blijken.
 
Bovenaan Onderaan