Vinnaren i pepparkakshustävlingen!
  • 1
  • 2
2019-09-12, 10:02
  #1
Avstängd
Jag har en teori om ljusets hastighet som jag ska försöka förklara och gärna vill ha synpunkter på. Om ni inte orkar läsa allt, läs då iallafall från det fetstilta, där "beviset" för min teori finns.

Du står på ett stort fält, och du kastar iväg en boll. När bollen lämnar din hand så kommer avståndet mellan dig och bollen börja öka, alltså det blir då större och större avstånd mellan dig och bollen. Och ju större kraft du har kastat bollen med, desto större blir hastigheten på avståndsökningen mellan dig och bollen.
Och om du börjar springa mot bollen precis efter att bollen har lämnat din hand vid kastet, då kommer hastigheten på avståndsökningen mellan dig och bollen att minska. Och om du springer tillräckligt snabbt mot bollen, då kommer avståndsökningen mellan dig och bollen, istället bli till en avståndsminskning mellan dig och bollen.
Och om du istället börjar springa bort från bollen precis efter att bollen har lämnat din hand vid kastet, då kommer hastigheten på avståndsökningen mellan dig och bollen istället att öka.

Och om någon annan istället kastar en boll mot dig från långt bort på fältet, då när bollen lämnar den andra personens hand, då kommer avståndet mellan dig och bollen att minska. Och ju större kraft den andra personen har kastat bollen med, desto större blir hastigheten på avståndminskningen mellan dig och bollen.
Och om du börjar springa mot bollen precis efter att bollen har lämnat den andra personens hand vid kastet, då kommer hastigheten på avståndsminskningen mellan dig och bollen att öka.
Och om du istället börjar springa bort från bollen precis efter att bollen har lämnat den andra personens hand vid kastet, då kommer hastigheten på avståndsminskningen mellan dig och bollen istället att minska.
Och om du springer tillräckligt snabbt bort från bollen, då kommer avståndsminskningen mellan dig och bollen, istället bli till en avståndsökning mellan dig och bollen.

Så du kan alltså genom att flytta dig själv, ändra hastigheten på den avståndsändring som pågår mellan dig och ett annat föremål, som tex bollen i exemplen ovan.
Men du kan däremot inte enbart genom att flytta dig själv, ändra hastigheten på den avståndsändring som pågår, mellan ett annat föremål än du själv och ytterligare ett annat föremål än du själv.
Tex så kan du inte enbart genom att flytta dig själv, ändra hastigheten på den avståndsändring som pågår mellan bollen och marken i exemplen ovan. Utan du måste då flytta något av dessa två föremål medan avståndsändringen pågår, tex genom att skjuta en annan boll på den bollen som har kastats iväg. Och genom att göra så, då ändrar du också det som man kan kalla för bollens "egenhastighet".
Det enklaste sättet att förstå vad jag menar med "egenhastighet", är att tänka sig att alla föremål har en "egenhastighet" som är oberoende av andra föremåls "egenhastighet". Och en rymdraket är ett bra bevis på det, eftersom den själv kan öka sin "egenhastighet".
Alltså, en rymdraket åker med en viss hastighet bort från jorden, men raketen har också en "egenhastighet".


Och om man utgår ifrån reglerna ovan, hur blir det då om man kastar en boll inne i ett tåg?

Om tåget står stilla och du kastar bollen från tågets bakre ände rakt mot tågets främre ände, då kommer avståndet mellan bollen och tågets främre ände att minska, med en viss hastighet som beror på hur stor kraft du kastar bollen med. Ju större kraft du kastar bollen med, desto större blir hastigheten på avståndsminskningen mellan bollen och tågets främre ände.

Och om tåget börjar åka framåt (samma håll som bollen kastas) precis efter att bollen har lämnat din hand vid kastet, då kommer hastigheten på avståndsminskningen mellan bollen och tågets främre ände att minska pga det, eftersom tågets främre ände då åker bort från bollen. Och om tåget åker tillräckligt snabbt framåt, då kommer avståndsminskningen mellan bollen och tågets främre ände, istället bli till en avståndsökning mellan bollen och tågets främre ände.

Och om tåget istället börjar åka bakåt (motsatt håll som bollen kastas) precis efter att bollen har lämnat din hand vid kastet, då kommer hastigheten på avståndsminskningen mellan bollen och tågets främre ände att öka pga det, eftersom tågets främre ände då åker mot bollen.

Men om tåget däremot redan åker framåt eller bakåt i jämn hastighet innan du ska kasta bollen, och fortsätter åka i samma jämna hastighet tills bollen har landat, då blir det lite annorlunda.
Det kommer då fortfarande vara så att tågets främre ände åker bort från bollen (när tåget åker framåt) respektive mot bollen (när tåget åker bakåt), medan bollen rör sig genom luften inne i tåget.
Men trots tågets åkande, så kommer då hastigheten på den avståndsändring som pågår mellan bollen och tågets främre ände när du har kastat bollen, att vara samma som om tåget hade stått stilla under hela processen.
Och det beror på att eftersom tåget åker i jämn hastighet redan innan bollen kastas, så hjälper respektive stjälper tåget till att kasta bollen så att säga. När tåget åker framåt så hjälper tåget till och ger hastighet framåt till bollen, och när tåget istället åker bakåt så stjälper tåget istället till och ger istället hastighet bakåt till bollen. Och eftersom den hastighet som tåget ger till bollen, i båda fallen förstås är lika stor som den hastighet som tåget ger till tågets främre ände (eftersom dom båda är i samma tåg), så blir det som om tåget hade stått stilla.


Likheter och skillnader mellan materia och ljus, när det gäller hastighetsändringar

Om vi nu i alla exemplena ovan, byter ut bollen mot en ljuspuls som sänds från en laserlampa istället för att kastas med en hand. Då gäller nästan alla regler kring avståndsändring för bollen, även för den ljuspulsen. Du kan tex genom att flytta dig själv, ändra hastigheten på den avståndsändring som pågår mellan dig och ljuspulsen.
Och beviset för detta får du genom att först tänka på att det tar ungefär 8 minuter för ljus att färdas mellan solen och jorden, och sen tänka på att du kan flytta dig närmare solen eller längre bort från solen under dessa 8 minuter, och till sist förstå att du på så sätt kan ändra hastigheten på den avståndsändring som pågår mellan dig och ljus som färdas mellan solen och jorden.

Men även för ljuspulsen gäller att du inte enbart genom att flytta dig själv, kan ändra hastigheten på den avståndsändring som pågår, mellan ljuset och ett annat föremål än du själv. Tex så kan du inte enbart genom att flytta dig själv, ändra hastigheten på den avståndsändring som pågår mellan en ljuspuls och ett tåg. Utan du måste då flytta något av dessa två föremål, medan avståndsändringen mellan dom pågår.

Men här kommer vi in på en stor skillnad mellan materia och ljus. Du kan förstås flytta tåget medan avståndsändringen pågår mellan tåget och ljuset, men du kan inte flytta ljus. Du kan flytta en lampa, tex laserlampan, men du kan inte flytta själva ljuset när det väl har lämnat lampan.
Du kan förstås stoppa ljuset när det väl har lämnat lampan, som tex jorden kan stoppa ljus från solen. Men du kan inte flytta ljuset så att du ändrar dess "egenhastighet", när ljuset väl har lämnat lampan.
Och du kan inte heller flytta ljuset eller ändra dess "egenhastighet" innan det har lämnat lampan.
Du kan alltså inte ändra ljusets "egenhastighet" alls, den är alltid C, alltså ungefär 300000 km/s (jag bortser från hastighetsändringar pga luft mm).
Och därför kan du heller inte påverka ljuset på något sätt, så att hastigheten ändras på den avståndsändring som pågår mellan ljuset och ett annat materiellt föremål. Så för att sådan hastighetsändring ska kunna ske, så måste du ändra "egenhastigheten" hos det andra materiella föremålet, tex tåget.

Men om ljusets "egenhastighet" alltid är C, och om en ljuspuls skickas inne i ett åkande tåg, från den bakre änden av tåget rakt mot den främre änden av tåget. Då kommer ju tåget inte kunna ge sin "egenhastighet" till ljusets "egenhastighet" vare sig tåget åker framåt eller bakåt, som tåget kunde göra till bollen. Och därför blir det lite som när vi kastade bollen i det stillastående tåget, och tåget sen började åka precis när bollen hade lämnat handen vid kastet. Och det trots att tåget hela tiden åker i jämn hastighet innan vi skickar ljuspulsen genom tåget, och under hela ljuspulsens färd genom tåget.
Ljuspulsen skickas alltså från den bakre änden av tåget mot den främre änden av tåget med hastigheten C, och om tåget då hela tiden åker framåt med hastigheten X, då kommer alltså hastigheten på den avståndsminskning som pågår mellan ljuspulsen och den främre änden av tåget, bli lika med C minus X.
Rent matematiskt blir det alltså en skillnad jämfört med när tåget är stillastående, eftersom då blir hastigheten på den avståndsminskning som pågår mellan ljuspulsen och den främre änden av tåget, istället lika med C.
Men eftersom den skillnaden är så liten pga att C är så stor, så är det svårt eller omöjligt att upptäcka någon sådan skillnad.

Min slutsats är iallafall att ljusets uppmätta hastighet inte kan vara konstant, men ljusets "egenhastighet" är konstant.
Citera
2019-09-12, 10:35
  #2
Medlem
Stjärnor som är på väg bort från oss har en röd ton, medan stjärnor som är på väg mot oss har en blå ton. Det beror på att ljusets våglängd dras ut respektive trycks ihop något gentemot oss som betraktar det.

Frågan är dock om hastigheten som ljuset når oss med från de två olika stjärnorna är olika? (inräknat den relativa skillnaden i utgångshastighet)

Eller kompenseras det av skillnader i våglängderna istället.
Citera
2019-09-12, 11:15
  #3
Medlem
Citat:
Ursprungligen postat av cd63
Ljuspulsen skickas alltså från den bakre änden av tåget mot den främre änden av tåget med hastigheten C, och om tåget då hela tiden åker framåt med hastigheten X, då kommer alltså hastigheten på den avståndsminskning som pågår mellan ljuspulsen och den främre änden av tåget, bli lika med C minus X.

Min slutsats är iallafall att ljusets uppmätta hastighet inte kan vara konstant, men ljusets "egenhastighet" är konstant.

Det är korrekt att en stillastående observatör kan se en hastighetsskillnad som avviker från c mellan ljus och något objekt som rör sig. En observatör som åker med tåget i exemplet ovan får dock en annan uppfattning av längd och tid p.g.a. relativistiska effekter, och kommer (precis som den stillastående observatören) se ljuset röra sig exakt med hastigheten c. Din slutsats är därmed felaktig, för både den stillastående observatören, och observatören som åker med tåget, kommer att mäta ljushastigheten till c.
Citera
2019-09-12, 11:46
  #4
Medlem
nerdnerds avatar
Citat:
Ursprungligen postat av cd63
Jag har en teori om ljusets hastighet ...

[massa resonemang]

Min slutsats är iallafall att ljusets uppmätta hastighet inte kan vara konstant, men ljusets "egenhastighet" är konstant.
Nu sätter du vagnen framför hästen. Det är bakvänt diskutera sig fram till att mätningar måste bli på ett visst sätt. Det är teorierna som måste anpassa sig till mätningarna, inte tvärtom.

Och mätningar visar att den uppmätta ljushastigheten alltid har samma värde, vare sig man rör sig snabbt mot ljuskällan eller snabbt från ljuskällan.

Hur ska man då kunna förstå detta? Det du missar i ditt resonemang är att själva tiden inte är universell. Hastighet är ju tillryggalagd avstånd delat med tid. Och tiden mellan två händelser är olika för olika observatörer. Tid är relativ.

För att förstå detaljerna måste du förstå relativitetsteorin (den speciella), inkl dess ekvationer. Gå en kurs.
Citera
2019-09-12, 11:48
  #5
Medlem
kodsnickrarns avatar
Herregud, det här slog Einstein fast för mer än hundra år sedan(!)
Läs på: https://sv.wikipedia.org/wiki/Specie...tivitetsteorin
Citera
2019-09-12, 12:30
  #6
Medlem
Sitkins avatar
TS när du springer mot bollen har du endast minskat distansen mellan två punkter. Om sträckan mellan A<->B är 5 enheter och ljuset färdas från A<->B på 5 sek(där B är en statisk punkt i rummet) kommer ljuset färdas på 4 sek om sträckan var 4 enheter. Tänk nu att du står på punkt B och springer i riktning mot punkt A(dit ljuset kommer ifrån), under loppet kommer ljuset träffa dig vilket blir din position i rummet. Det kan vara 4, 3,25 osv. Ljuset har fortfarande haft samma hastighet. Det enda som har förändrats är sträckan mellan A och B + att du har gjort av med energi för att göra sträckan kortare. Det uppfattas av dig som ljuset har färdats snabbare eftersom du har bidragit till kortare sträcka mellan A och B.
Citera
2019-09-12, 14:33
  #7
Medlem
Soterns avatar
Det där att ljusets hastighet är lika för alla går att förstå ganska enkelt. Ljusets hastighet är 300 000 km i sekunden. Lägg märke till kilometer och sekunder här. Ju fortare du rör dig desto långsammare går tiden och rummet (avståndet) minskar.
Det innebär att sekunden ta längre tid och kilometern är kortare. Så, hur du än gör kommer du alltid få värdet C, det vill säga 300 000 km i sekunden.
Därför är C en konstant.
Citera
2019-09-12, 15:41
  #8
Medlem
Ditt resonemang stämmer inom Newtonsk mekanik. Grejen är dock just den att över 100 års experiment visar att verkligheten inte följer Newtonsk mekanik i alla situationer. Kommer du till exempel upp i tillräckligt höga hastigheter så bryter börjar dess föutsägelser skilja sig mer och mer från verkligheten. Vad som däremot har visat sig fungera vid dessa hastigheter är relativistisk mekanik. Och, denna säger just att ljusets hadtighet är c [i]oavsett[i] vilken referensram du mäter ifrån.
Citera
2019-09-12, 22:42
  #9
Avstängd
Citat:
Ursprungligen postat av mulpac
Det är korrekt att en stillastående observatör kan se en hastighetsskillnad som avviker från c mellan ljus och något objekt som rör sig. En observatör som åker med tåget i exemplet ovan får dock en annan uppfattning av längd och tid p.g.a. relativistiska effekter, och kommer (precis som den stillastående observatören) se ljuset röra sig exakt med hastigheten c. Din slutsats är därmed felaktig, för både den stillastående observatören, och observatören som åker med tåget, kommer att mäta ljushastigheten till c.

Citat:
Ursprungligen postat av Sitkin
TS när du springer mot bollen har du endast minskat distansen mellan två punkter. Om sträckan mellan A<->B är 5 enheter och ljuset färdas från A<->B på 5 sek(där B är en statisk punkt i rummet) kommer ljuset färdas på 4 sek om sträckan var 4 enheter. Tänk nu att du står på punkt B och springer i riktning mot punkt A(dit ljuset kommer ifrån), under loppet kommer ljuset träffa dig vilket blir din position i rummet. Det kan vara 4, 3,25 osv. Ljuset har fortfarande haft samma hastighet. Det enda som har förändrats är sträckan mellan A och B + att du har gjort av med energi för att göra sträckan kortare. Det uppfattas av dig som ljuset har färdats snabbare eftersom du har bidragit till kortare sträcka mellan A och B.

Citat:
Ursprungligen postat av Sotern
Det där att ljusets hastighet är lika för alla går att förstå ganska enkelt. Ljusets hastighet är 300 000 km i sekunden. Lägg märke till kilometer och sekunder här. Ju fortare du rör dig desto långsammare går tiden och rummet (avståndet) minskar.
Det innebär att sekunden ta längre tid och kilometern är kortare. Så, hur du än gör kommer du alltid få värdet C, det vill säga 300 000 km i sekunden.
Därför är C en konstant.

Citat:
Ursprungligen postat av Saerkvarken
Ditt resonemang stämmer inom Newtonsk mekanik. Grejen är dock just den att över 100 års experiment visar att verkligheten inte följer Newtonsk mekanik i alla situationer. Kommer du till exempel upp i tillräckligt höga hastigheter så bryter börjar dess föutsägelser skilja sig mer och mer från verkligheten. Vad som däremot har visat sig fungera vid dessa hastigheter är relativistisk mekanik. Och, denna säger just att ljusets hadtighet är c [i]oavsett[i] vilken referensram du mäter ifrån.

Ett tåg står stilla på ett spår. Från bakre änden av tåget skickar en lampa en ljuspuls rakt mot en spegel i tågets främre ände. Avståndet mellan lampan och spegeln är 20 meter.
När ljuspulsen når spegeln så reflekteras den tillbaka mot lampan. Och vid lampan finns en apparat som registrerar när ljuspulsen från spegeln når fram. Den registreringen blir som ett "tick" i apparaten.
Efter att apparaten har registrerat ett tick, då ger den signal till lampan att skicka ut en ny ljuspuls mot spegeln. Och därför blir det snart ett till tick i apparaten, och ännu en till ljuspuls som skickas ut mot spegeln från lampan. Och så fortsätter det så.

Exakt hur många tickningar det blir i apparaten på tex 1 timma beror på flera faktorer. Men helt klart är att antalet tickningar per tidsenhet i apparaten, påverkas av den tid det tar för ljuspulsen, att färdas först från lampan till spegeln och sen tillbaka till apparaten som tickar.
Vi vet ju att avståndet mellan lampan och spegeln är 20 meter, så det blir alltså 2 gånger 20 meter som ljuspulsen måste färdas för att apparaten ska ticka en gång.
Men vad händer om tåget färdas framåt, alltså i samma riktning som ljuspulsen när den färdas mot spegeln?

Det som borde hända är att under tiden det tar för ljuspulsen att färdas 20 meter mot spegeln, så hinner spegeln flytta sig lite bort från ljuspulsen, eftersom tåget åker i samma riktning som ljuspulsen och eftersom spegeln finns i tåget.
Och det måste ju betyda att sträckan som ljuspulsen måste färdas från lampan för att nå spegeln, blir lite längre än 20 meter. Och därför borde det också ta lite längre tid för ljuspulsen att färdas från lampan till spegeln, än när tåget står stilla.
Men sen reflekteras ju ljuspulsen från spegeln tillbaka till apparaten som tickar. Och då under tiden som det tar för ljuspulsen att nå apparaten, så hinner apparaten flytta sig lite mot ljuspulsen, eftersom tåget åker i motsatt riktning som ljuspulsen och eftersom apparaten finns i tåget.
Och det måste ju betyda att sträckan som ljuspulsen måste färdas från spegeln för att nå apparaten, blir lite kortare än 20 meter. Och därför borde det också ta lite kortare tid för ljuspulsen att färdas från spegeln till apparaten, än när tåget står stilla.

Så när tåget åker framåt, då tar det alltså lite längre tid för ljuspulsen att färdas från lampan till spegeln, än när tåget står stilla. Men sen tar det lite kortare tid för ljuspulsen att färdas från spegeln till apparaten, än när tåget står stilla.
Och därför blir det ingen märkbar skillnad i antal tickningar per tidsenhet i apparaten när tåget åker framåt, om man jämför med när tåget står stilla.

För att märka en sådan skillnad, så måste ljuset istället hela tiden gå i en enda riktning. Alltså man har fortfarande lampan i bakre änden av tåget, men apparaten som tickar är istället i främre änden av tåget. Och tåget ska åka framåt hela tiden, alltså i samma riktning som ljuspulsen.
Problemet med det är att hur ska apparaten i tågets främre ände, kunna ge signal till lampan i tågets bakre ände att skicka ut en ny ljuspuls, utan att använda ljus som kommer utsättas för samma "försnabbande" effekt, som ljuspulsen som färdades från spegeln tillbaka till apparaten i det åkande tåget i det förra exemplet?
Apparaten skulle kunna använda elektricitet för att ge signal till lampan att skicka ut en ny ljuspuls, men frågan är om elektriciteten kommer utsättas för en "försnabbande" effekt av att tåget åker framåt.
I värsta fall får apparaten skjuta med en pistol eller liknande mot lampan, för att ge signal till lampan att skicka ut en ny ljuspuls. Pistolkulan kommer nämligen inte utsättas för någon "försnabbande" effekt av att tåget åker framåt.

Sen skulle lampan förstås av sig själv kunna skicka ut ett visst antal ljuspulsar per sekund. Men frågan är om antalet tickningar per tidsenhet i apparaten, då kommer förändras av att det tar längre tid för varje ljuspuls att nå fram till apparaten pga att tåget åker framåt?
Om antalet tickningar per tidsenhet i apparaten då blir färre än när tåget står stilla, då har man lyckats uppmäta en lägre ljushastighet än C pga att tåget åker framåt.
Ljusets egenhastighet/utbredningshastighet är dock fortfarande alltid C.
Citera
2019-09-13, 00:13
  #10
Avstängd
Citat:
Ursprungligen postat av Sotern
Det där att ljusets hastighet är lika för alla går att förstå ganska enkelt. Ljusets hastighet är 300 000 km i sekunden. Lägg märke till kilometer och sekunder här. Ju fortare du rör dig desto långsammare går tiden och rummet (avståndet) minskar.
Det innebär att sekunden ta längre tid och kilometern är kortare. Så, hur du än gör kommer du alltid få värdet C, det vill säga 300 000 km i sekunden.
Därför är C en konstant.

Men om du står stilla på en väg och lyser med en ficklampa mot en bil som åker snabbt i samma riktning som ljuset från ficklampan, då kommer ljuset från ficklampan komma mot bilen med hastigheten "C minus bilens hastighet relativt vägen".
Alltså borde bilisten då uppmäta en lägre ljushastighet än om bilen hade stått stilla.

Och om bilen istället åker snabbt i motsatt riktning som ljuset från ficklampan, då kommer ljuset från ficklampan istället komma mot bilen med hastigheten "C plus bilens hastighet relativt vägen".
Alltså borde bilisten då uppmäta en högre ljushastighet än om bilen hade stått stilla.

Och hur kan det där att tiden går långsammare och sträckor blir kortare i höga hastigheter, göra att bilisten ändå uppmäter hastigheten C hos ljuset i båda fallen ovan?
Citera
2019-09-13, 00:22
  #11
Medlem
Citat:
Ursprungligen postat av cd63
Ett tåg står stilla på ett spår. Från bakre änden av tåget skickar en lampa en ljuspuls rakt mot en spegel i tågets främre ände. Avståndet mellan lampan och spegeln är 20 meter.
När ljuspulsen når spegeln så reflekteras den tillbaka mot lampan. Och vid lampan finns en apparat som registrerar när ljuspulsen från spegeln når fram. Den registreringen blir som ett "tick" i apparaten.
.....................

Tåget står kanske stilla jämfört med spåret på marken, MEN jorden roterar ju runt sin egen axel, och jorden roterar också runt solen med en jävla hastighet, och sen roterar solen och jorden runt i våran galax vintergatan etc etc, så vilken hastighet har tåget egentligen när du säger/tror att tåget står stilla? Är det bara tågets hastighet jämfört med spåret som har betydelse, och varför är det i så fall så? Kan du kanske med denna uppsättning mäta tågets hastighet i universum, den så kallade ”färden genom Etern”?
https://sv.wikipedia.org/wiki/Eter_(fysik)
Citera
2019-09-13, 00:49
  #12
Avstängd
Citat:
Ursprungligen postat av Nummer-1
Tåget står kanske stilla jämfört med spåret på marken, MEN jorden roterar ju runt sin egen axel, och jorden roterar också runt solen med en jävla hastighet, och sen roterar solen och jorden runt i våran galax vintergatan etc etc, så vilken hastighet har tåget egentligen när du säger/tror att tåget står stilla? Är det bara tågets hastighet jämfört med spåret som har betydelse, och varför är det i så fall så? Kan du kanske med denna uppsättning mäta tågets hastighet i universum, den så kallade ”färden genom Etern”?
https://sv.wikipedia.org/wiki/Eter_(fysik)

Om man gör mätningen under lång tid så skulle det kanske gå att här på jorden se en effekt, som bara kan förklaras av att ljuset färdas längre sträcka än vad man uppmäter här på jorden.
Men som jag förklarade i inlägget du citerade, så måste ljuset gå i en och samma riktning hela tiden, så att inte effekten motverkas på tillbakavägen.

Men någon eter måste inte finnas enbart för att man ser en sådan effekt. Tex kan man tänka före Big Bang och att allt i universum inkl. ljuset, rör sig relativt den plats där Big Bang startade.
Citera
  • 1
  • 2

Stöd Flashback

Flashback finansieras genom donationer från våra medlemmar och besökare. Det är med hjälp av dig vi kan fortsätta erbjuda en fri samhällsdebatt. Tack för ditt stöd!

Stöd Flashback