dag Arjan,

Met waarom-vragen houdt de natuurkunde zich niet bezig, dus, helaas, er is niemand die je kan vertellen waarom dat zo is. 

Groet, Jan

Dit is het frappante van relativiteitstheorie. Tijdens Newtoniaanse dagen dachten we dat bij een waarnemer die met snelheid v beweegt en die een bal met snelheid w wegwerpt, dat een stilstaande waarnemer snelheid v+w waarneemt. Dat is de dagelijkse praktijk van snelheden ver beneden de lichtsnelheid (= 7,5 x de aarde rond in een seconde).
Later bleek dat je dat mag zeggen (en metingen wijken zo weinig af dat het ook zo lijkt) voor alle snelheden waarbij v << c.  Maar zo gauw v in de buurt van 0,5c of hoger gaat komen wordt het wel degelijk een ander verhaal. Dan blijkt Einstein's aanname dat niets sneller dan het licht gaat ineens op te gaan en gevolgen voor bewegingen te hebben. Die gevolgen zijn waargenomen en dus "domweg" een gegeven.
De uiterste consequentie is dat zelfs op een lichtstraal staand je een tegemoet komende lichtstraal met snelheid c ziet bewegen. Het is net zo "logisch" als dat bomen wortels in de grond hebben en zich niet verplaatsen: het "is" zo. En de natuurkunde probeert dan met dat gegeven te kijken hoe een theorie dat verklaren kan en hoe die theorie correct andere verschijnselen verklaart in hun gedrag. En dat blijkt overeen te komen met wat de relativiteitstheorie (die c is constant en maximum) beweert.
Tot er iemand langskomt die aantoont dat de werkelijkheid nog anders is, maar in bepaalde gevallen bijna identiek aan de relativiteitstheorie is en bij lage snelheden bijna identiek aan de Newtoniaanse theorie is.
Natuurkunde bouwt theorieen en aannames op waarnemingen. Het "waarom" kan zij niet beantwoorden. Dat kan niemand, al beweren sommige religies anders.

beste,

ik snap niet helemaal waarom dit ''waarom'' niet boeit.

dit is toch juist het doel van de ontdekkingen in de natuurkunde?
we willen de wereld toch beter leren te begrijpen?
anders dan vraag ik me af waar wetenschappers en onderzoeker dan heen willen?

groet,

niek

De "waarheid" zoeken is iets voor filosofen (en die doen hun best). Exacte wetenschappen zoals natuurkunde, proberen regelmaat te ontdekken in de processen om ons heen en daarvoor een verklaring te geven waarmee dan gerekend en voorspeld kan worden. Dat zijn altijd modellen, abstracties van de werkelijkheid. Maar de "essentie" of de "waarheid" achter zo'n model laat zich natuurkundig niet vangen. Wat is een atoom? Wat is een molecuul? Wat is een kracht? Wat is energie?  Het zijn modellen, ze voorspellen hoe de natuur zich zal gedragen (druk = botsing van deeltjes op een wand. Kun je mee rekenen. Maar welk deeltje? Hoe "ziet" dat eruit? Geen idee!).
That's it. Teleurstellend wellicht, maar "exact" is dus "exact" in modellen, niet in de realiteit. Die kennen we niet. Filosofen trouwens ook niet.

Allereerst hartelijk dank voor jullie reacties, maar ik denk toch óók, dat het de "waarom"-vraag stellen ons verder kan helpen in ons begrip van het "Al".

Alle wetenschap komt voort uit de vraag "hé, da's gek...."
We stellen ons dus eerder de vraag "hoe komt dat?"
Lijkt erg op "waarom?", maar is zeker niet hetzelfde.

"Hoe komt dat" zou een "waarom" kunnen zijn. Maar de "exacte" wetenschap stopt die "hoe" in een (voorspellings)model en checkt de voorspellingswaarde zonder zich al te druk te maken over het echt "hoe".
Twee massa's trekken elkaar aan (waarnemingsfeit). Hoe doen ze dat? Geen idee. Mogelijk antwoord: door zwaartekracht. Maar dat verplaatst het probleem want wat is een kracht? Hoe werkt een kracht? En waarom geen anti-zwaartekracht (zoals wel aantrekking/afstoting bij elektrische ladingen (maar wat is lading?))

Hmmm... exacte wetenschap, ok, maar ik denk dat het geen kwaad kan voor iedereen, om zich af te vragen hoe dingen komen of zich de "waarom"-vraag te stellen.
Uiteindelijk zijn er op dit waarnemingsverschijnsel -waarvan ik het antwoord op mijn vraag dus nog steeds niet heb en naar ik begrijp de (huidige) natuurkunde ook niet,- nogal belangrijke theorieën gebaseerd.
Een antwoord op mijn vraag zou i.v.m. deze theorieën nogal eens van essentieel belang kunnen zijn, om verder te komen, ook voor natuurkundigen.
Newton vroeg zich óók af, waarom die appel op zijn hoofd viel en nam ook geen genoegen met het 'antwoord'  "omdat het nu eenmaal zo is".

Maar Newton zag dat de appel viel (lijkt een legende trouwens) en vond een regelmaat die leidde tot F = m.g  en later F = G M₁M₂/r²
Daarmee heeft hij dus een "wet" ontdekt, maar geeft nog steeds geen antwoord op de vraag: "wat is zwaartekracht"? En dat antwoord heeft niemand. Wel modellen bij de vleet waarmee prima te rekenen en voorspellen valt, maar het WAT (en daarvan afgeleid het WAAROM) wordt niet beantwoord.

Nog vreemder is de vraag waarom je voor jouw gevoel overal tegelijk kan zijn als je met de snelheid van het licht reist, zonder ook maar iets ouder te worden..

Met "voor jouw gevoel" gaat het al helemaal fout. Bij lichtsnelheid staat de tijd stil. Dat zal een materieel voorwerp niet overkomen: die is altijd onder de lichtsnelheid en daarmee loopt de tijd wel door (maar als v → c dan wel heeeeeeel traag). 
Je bent ook niet overal tegelijk. Een lichtstraal uitgezonden door de ster Rigel (in sterrenbeeld Orion) bevindt zich bij Rigel. En een jaar later op een afstand van 1 lichtjaar en na 862 jaar bereikt het de Aarde.
Omdat de tijd voor het licht stilstaat zal voor het "lichtmannetje" het lijken alsof op elk moment (welk moment? alle momenten vallen samen als tijd niet loopt) hij op alle plekken is. Voor ons op aarde is er wel degelijk een verschil in tijdsmoment en positie. Einsteins relativiteitstheorie heeft hiervoor een verklaring gegeven.

Het probleem is deels dat relativiteit en varierende lengtes/tijden niet intuitief zijn in onze "trage" wereld waar bijna alles met m/s ipv 10⁸ m/s gaat. Als we op een vrijwel zwaartekrachtloze planetoide hadden geleefd dan zou hard vallen ook niet intuitief zijn.  
George Gamow schreef een paar verhalen in 1938 waarin de lichtsnelheid een stuk lager is en hoe de wereld dan beleefd zou worden (Mr Tomkins in Wonderland - Cambridge Press).  Vele malen herdrukt en vertaald en zelfs in het Nederlands (https://www.lorentz.leidenuniv.nl/research/vanbaal/DECEASED/SRT/tompkins/tompkin0.html)

De moeite waard voor wie relativiteit maar moeilijk kan bevatten. Ook al is het een oud boekje en zal het verhaal nooit een literaire prijs winnen.

Dus die oude fotonen van de kosmische achtergrond straling zijn vreemd genoeg helemaal niet meer dan 13 .8 miljard jaar oud, want voor die fotonen staat de tijd stil.

maar voor ons wel. Ze reizen al zo lang.

 

Hun tijd staat stil - ze zijn nog niet eens vertrokken.