Relativiteit en tijd
Jan Roos stelde deze vraag op 17 juli 2023 om 21:51.Als een object in de ruimte versnelt, vertraagt de tijd Als dat object een mens zou zijn, zullen alle stofwisselingsprocessen trager verlopen en veroudert hij/zij langzamer.
Datzelfde fenomeen treedt op als hij/zij beweegt in een sterker wordend zwaartekrachtsveld.
Ik dacht dat men dit het equivalentieprincipe van Einstein noemt.
Bestaat hiervoor een duidelijke uitleg, of is dit wiskunde. Ik denk dan aan de fenomenen uit de quantumfysica, en de uitspraak van Feynman: wie beweert de quantumfysica te begrijpen heeft er dus niets van begrepen.
Reacties
Theo de Klerk
op
17 juli 2023 om 23:56
>Als een object in de ruimte versnelt, vertraagt de tijd
"de" tijd bestaat niet en vertraagt daarom niet. Ook al versnel ik, mijn horloge blijft de normale tijdsduur van een seconde gebruiken. Ik word gewoon ouder zoals ik gewend ben. En mijn stofwisseling gaat normaal.
Het zijn de anderen, in andere stelsels met hun eigen horloges die denken dat mijn horloge trager loopt. En dat mijn stofwisseling trager gaat. Maar dat denk ik van hun horloges ook. En hun stofwisseling.
Alles is relatief... Zo heet Einsteins theorie ook.
De ART/SRT gaan uit van de aanname dat licht de snelste snelheid is en dat niets die bereiken kan behalve licht zelf. Wat dan ook weer niet langzamer kan gaan.
Vanuit die aanname kun je de rest van de ART/SRT afleiden. Dat is wat wiskundig gedoe maar wel goed te volgen en de conclusies komen er "natuurlijk" uit. Als je de relativiteitstheorie denkt te snappen, dan snap je hem waarschijnlijk ook.
Quantum mechanica is een ander verhaal. Dat gaat uit van zaken die we zelf nog niet goed snappen. Deeltjes zijn fysieke entiteiten maar ook materie-golven. Ze botsen maar kunnen ook interfereren. Datzelfde geldt voor licht (als foton deeltje of interfererende el.mag. golf). Ze hebben een duaal karakter. Misschien zijn ze "iets" (?) waarvan een aspect ze als golf doet voorkomen en een ander aspect als deeltje. En misschien nog wel als iets anders (al weten we nu nog niet wat en of er een derde aspect is). Of Feynman zijn stelling zelf gelooft weet ik niet.
Met het huidige begrip van quantum mechanica hebben fysici een hoop nieuwe processen ontdekt of ook kunnen verklaren. Maar wat achter dualiteit van licht en materie zit - daar begrijpen we nog niet veel van.
"de" tijd bestaat niet en vertraagt daarom niet. Ook al versnel ik, mijn horloge blijft de normale tijdsduur van een seconde gebruiken. Ik word gewoon ouder zoals ik gewend ben. En mijn stofwisseling gaat normaal.
Het zijn de anderen, in andere stelsels met hun eigen horloges die denken dat mijn horloge trager loopt. En dat mijn stofwisseling trager gaat. Maar dat denk ik van hun horloges ook. En hun stofwisseling.
Alles is relatief... Zo heet Einsteins theorie ook.
De ART/SRT gaan uit van de aanname dat licht de snelste snelheid is en dat niets die bereiken kan behalve licht zelf. Wat dan ook weer niet langzamer kan gaan.
Vanuit die aanname kun je de rest van de ART/SRT afleiden. Dat is wat wiskundig gedoe maar wel goed te volgen en de conclusies komen er "natuurlijk" uit. Als je de relativiteitstheorie denkt te snappen, dan snap je hem waarschijnlijk ook.
Quantum mechanica is een ander verhaal. Dat gaat uit van zaken die we zelf nog niet goed snappen. Deeltjes zijn fysieke entiteiten maar ook materie-golven. Ze botsen maar kunnen ook interfereren. Datzelfde geldt voor licht (als foton deeltje of interfererende el.mag. golf). Ze hebben een duaal karakter. Misschien zijn ze "iets" (?) waarvan een aspect ze als golf doet voorkomen en een ander aspect als deeltje. En misschien nog wel als iets anders (al weten we nu nog niet wat en of er een derde aspect is). Of Feynman zijn stelling zelf gelooft weet ik niet.
Met het huidige begrip van quantum mechanica hebben fysici een hoop nieuwe processen ontdekt of ook kunnen verklaren. Maar wat achter dualiteit van licht en materie zit - daar begrijpen we nog niet veel van.
Jaap
op
19 juli 2023 om 14:43
Dag Jan,
Je noemt 'het equivalentieprincipe van Einstein'.
We kunnen dit losjes als volgt omschrijven: een waarnemer kan door middel van lokale experimenten niet vaststellen of zij 'bevindt in' een eenparig versneld coördinatenstelsel dan wel een homogeen gravitatieveld.
Einsteins equivalentieprincipe heeft niet alleen betrekking op tijdmeting en de invariante snelheid van het licht in vacuüm, maar op alle lokale natuurkundige experimenten.
Je vraagt naar een duidelijke uitleg van Einsteins equivalentieprincipe.
Inleidende teksten ('uitleg'?) over het equivalentieprincipe zijn te vinden op
https://nl.wikipedia.org/wiki/Equivalentieprincipe
en boeken over de algemene relativiteitstheorie.
Einstein heeft het equivalentieprincipe ook wel aangeduid als een 'law of experience' (1911) en heeft vermeld dat het een leidende rol heeft gespeeld bij de opstelling van de algemene relativiteitstheorie, nadat hem de beperking van de speciale relativiteitstheorie duidelijk was geworden. De algemene relativiteitstheorie beschrijft gravitatie, ruimte, tijd aan de hand van pittige wiskunde. De fysicus Einstein heeft hiervoor hulp ingeroepen van wiskundigen.
Er is me geen fundamenteler beginsel bekend waaruit het equivalentieprincipe kan worden afgeleid.
Theo schrijft: 'De ART/SRT gaan uit van de aanname dat licht de snelste snelheid is en dat niets die bereiken kan behalve licht zelf. Wat dan ook weer niet langzamer kan gaan.
Vanuit die aanname kun je de rest van de ART/SRT afleiden.'
Dat de rest van de algemene relativiteitstheorie (ART) kan worden afgeleid uit de aanname dat licht de snelste snelheid is en dat niets die bereiken kan behalve licht zelf, is onwaar.
En voor een afleiding van de speciale relativiteitstheorie (SRT) is wezenlijk meer nodig dan het postulaat over de lichtsnelheid: met name Einsteins relativiteitsprincipe.
Groet, Jaap
Je noemt 'het equivalentieprincipe van Einstein'.
We kunnen dit losjes als volgt omschrijven: een waarnemer kan door middel van lokale experimenten niet vaststellen of zij 'bevindt in' een eenparig versneld coördinatenstelsel dan wel een homogeen gravitatieveld.
Einsteins equivalentieprincipe heeft niet alleen betrekking op tijdmeting en de invariante snelheid van het licht in vacuüm, maar op alle lokale natuurkundige experimenten.
Je vraagt naar een duidelijke uitleg van Einsteins equivalentieprincipe.
Inleidende teksten ('uitleg'?) over het equivalentieprincipe zijn te vinden op
https://nl.wikipedia.org/wiki/Equivalentieprincipe
en boeken over de algemene relativiteitstheorie.
Einstein heeft het equivalentieprincipe ook wel aangeduid als een 'law of experience' (1911) en heeft vermeld dat het een leidende rol heeft gespeeld bij de opstelling van de algemene relativiteitstheorie, nadat hem de beperking van de speciale relativiteitstheorie duidelijk was geworden. De algemene relativiteitstheorie beschrijft gravitatie, ruimte, tijd aan de hand van pittige wiskunde. De fysicus Einstein heeft hiervoor hulp ingeroepen van wiskundigen.
Er is me geen fundamenteler beginsel bekend waaruit het equivalentieprincipe kan worden afgeleid.
Theo schrijft: 'De ART/SRT gaan uit van de aanname dat licht de snelste snelheid is en dat niets die bereiken kan behalve licht zelf. Wat dan ook weer niet langzamer kan gaan.
Vanuit die aanname kun je de rest van de ART/SRT afleiden.'
Dat de rest van de algemene relativiteitstheorie (ART) kan worden afgeleid uit de aanname dat licht de snelste snelheid is en dat niets die bereiken kan behalve licht zelf, is onwaar.
En voor een afleiding van de speciale relativiteitstheorie (SRT) is wezenlijk meer nodig dan het postulaat over de lichtsnelheid: met name Einsteins relativiteitsprincipe.
Groet, Jaap
Theo de Klerk
op
19 juli 2023 om 15:52
Slip of the tongue: de aanname is dat voor elke waarnemer, ongeacht snelheid van het referentiestelsel waarin hij zich bevindt, de lichtsnelheid dezelfde is.
(Dat had Jaap ook meteen erbij kunnen verbeteren...)
Maar tegelijk blijft waar dat tot heden niets de lichtsnelheid kan bereiken...
(Dat had Jaap ook meteen erbij kunnen verbeteren...)
Maar tegelijk blijft waar dat tot heden niets de lichtsnelheid kan bereiken...
Jaap
op
19 juli 2023 om 17:36
Dag Theo,
• Einsteins tweede postulaat behelst dat de lichtsnelheid dezelfde waarde heeft in elk inertiaalsysteem. Het is niet zo dat 'voor elke waarnemer […] de lichtsnelheid dezelfde is.'
• Je schrijft 'dat niets die bereiken kan behalve licht zelf'. Maar behalve elektromagnetische straling breidt ook de gravitatiewisselwerking zich in de ruimte uit met de lichtsnelheid en dit houdt informatie-overdracht in.
• Het tweede postulaat is oorspronkelijk geformuleerd met betrekking tot licht. Maar de speciale relativiteitstheorie behoudt haar geldigheid als we de koppeling met elektromagnetische straling loslaten en postuleren dat er 'iets' is dat in elk inertiaalstelsel dezelfde snelheid in vacuüm heeft. En ook als we postuleren dat er een bovengrens is aan de mogelijke snelheid van enig materieel object. Daarom was je formulering over 'de snelste snelheid' zo gek nog niet, ook al heeft Einstein het postulaat niet zo geformuleerd.
Groet, Jaap
• Einsteins tweede postulaat behelst dat de lichtsnelheid dezelfde waarde heeft in elk inertiaalsysteem. Het is niet zo dat 'voor elke waarnemer […] de lichtsnelheid dezelfde is.'
• Je schrijft 'dat niets die bereiken kan behalve licht zelf'. Maar behalve elektromagnetische straling breidt ook de gravitatiewisselwerking zich in de ruimte uit met de lichtsnelheid en dit houdt informatie-overdracht in.
• Het tweede postulaat is oorspronkelijk geformuleerd met betrekking tot licht. Maar de speciale relativiteitstheorie behoudt haar geldigheid als we de koppeling met elektromagnetische straling loslaten en postuleren dat er 'iets' is dat in elk inertiaalstelsel dezelfde snelheid in vacuüm heeft. En ook als we postuleren dat er een bovengrens is aan de mogelijke snelheid van enig materieel object. Daarom was je formulering over 'de snelste snelheid' zo gek nog niet, ook al heeft Einstein het postulaat niet zo geformuleerd.
Groet, Jaap
Jan Roos
op
19 juli 2023 om 21:26
In een een gesprek met Harry Truman over de relativiteitstheorie schijnt Einstein het volgende gezegd te hebben: If you were now on the topfloor of this building, time would pass faster then here on the groundfloor. Dat impliceert, denk ik zo, dat de tijd versnelde tijdens het bewegen naar omhoog, ongeacht of het een eenparig of een versnelde beweging was. Daaruit kan ik niet anders concluderen dan: Een versnelling/vertraging in de ruimte heeft hetzelfde effect als een beweging naar omlaag/omhoog in het zwaartekrachtsveld op onze planeet. Een versnelling tijdens een vrije val voel je, naar omlaag zweven voel je niet (eigen ervaring).
Jaap
op
19 juli 2023 om 22:55
Dag Jan,
Wat de heren precies hebben besproken en in welke context, weet ik niet.
Maar het lijkt erop dat Einstein duidde op een effect dat wordt voorspeld door de algemene relativiteitstheorie: de tijdsduur tussen twee gebeurtenissen zoals gemeten door een waarnemer nabij een zware massa (c.q. de aarde) is niet even lang als de tijdsduur tussen dezelfde twee gebeurtenissen zoals gemeten door een waarnemer verder van de zware massa.
Dit effect is voor het eerst experimenteel aangetoond door Pound en Rebka in 1960.
Zie https://nl.wikipedia.org/wiki/Pound-Rebka-experiment
en de uitgebereidere Engelstalige versie.
Zie ook de tekst onder de kop 'General relativity' op
https://en.wikipedia.org/wiki/Error_analysis_for_the_Global_Positioning_System
Het effect wordt niet veroorzaakt doordat 'de tijd versnelde tijdens het bewegen naar omhoog', maar door het verschil in sterkte van de gravitatie, ofte wel een verschil in de mate waarin de ruimtetijd gekromd is.
Voor dit effect (en andere effecten) wordt gecorrigeerd bij plaatsbepaling met het Global Positioning System. Zonder de correctie zou de plaatsbepaling al na korte tijd ontsporen.
De door de twee waarnemers gemeten tijdsduur is niet even lang. Niettemin geldt, zoals Theo terecht heeft opgemerkt, 'that clock rates are independent of their spacetime positions. Measurements of differences in the elapsed time displayed by two clocks will depend on their relative positioning in a gravitational field. But the clocks themselves are unaffected by gravitational potential.' (zie de eerstgenoemde bron bij 'Current status of gravitational redshift').
Groet, Jaap
Wat de heren precies hebben besproken en in welke context, weet ik niet.
Maar het lijkt erop dat Einstein duidde op een effect dat wordt voorspeld door de algemene relativiteitstheorie: de tijdsduur tussen twee gebeurtenissen zoals gemeten door een waarnemer nabij een zware massa (c.q. de aarde) is niet even lang als de tijdsduur tussen dezelfde twee gebeurtenissen zoals gemeten door een waarnemer verder van de zware massa.
Dit effect is voor het eerst experimenteel aangetoond door Pound en Rebka in 1960.
Zie https://nl.wikipedia.org/wiki/Pound-Rebka-experiment
en de uitgebereidere Engelstalige versie.
Zie ook de tekst onder de kop 'General relativity' op
https://en.wikipedia.org/wiki/Error_analysis_for_the_Global_Positioning_System
Het effect wordt niet veroorzaakt doordat 'de tijd versnelde tijdens het bewegen naar omhoog', maar door het verschil in sterkte van de gravitatie, ofte wel een verschil in de mate waarin de ruimtetijd gekromd is.
Voor dit effect (en andere effecten) wordt gecorrigeerd bij plaatsbepaling met het Global Positioning System. Zonder de correctie zou de plaatsbepaling al na korte tijd ontsporen.
De door de twee waarnemers gemeten tijdsduur is niet even lang. Niettemin geldt, zoals Theo terecht heeft opgemerkt, 'that clock rates are independent of their spacetime positions. Measurements of differences in the elapsed time displayed by two clocks will depend on their relative positioning in a gravitational field. But the clocks themselves are unaffected by gravitational potential.' (zie de eerstgenoemde bron bij 'Current status of gravitational redshift').
Groet, Jaap
Jan Roos
op
20 juli 2023 om 21:23
Bedankt. Ik ga het geloof ik beter begrijpen. Het blijft me bezighouden. Nogmaals bedankt.
