Vitenskap

lexuszix

Lysets hastighet konstant UANSETT referanseramme?

Lysets hastighet er konstant uansett referanseramme. Dette kan jo ses på som et paradoks, og jeg lurer på om dere kan svare meg på følgende:

Hvis jeg reiser FRA et lys som blir tent på jorden, med en hastighet på 310000 km/s, vil dette lyset noensinne nå meg igjen? Altså hvis jeg snur meg, ser jeg lyset?

Ut fra teorien om at lysets hastighet er konstant uansett referanseramme, så er jo lysets hastighet fremdeles 300000 km/s i forhold til meg og romskipet mitt, og ikke -10000 km/s, som jeg i utgangspunktet ville gjettet på. Det ville jo også innebært at lyset aldri ville tatt meg igjen.

Noen som kan forklare meg dette?

2
60 svar

Logg inn med Schibsted

Logg inn med din Schibsted-konto for å skrive et svar.

Gå til innlogging

Du kan ikke reise raskere enn lyset, så spørsmålet blir veldig hypotetisk. Men som du sier, lysets hastighet er konstant i vakum, så lyset som beveger seg fra Jorden ville aldri nå deg igjen, så du ville aldri kunne se det.

Cluet er at observatøren må være ro i forhold til referenserammen. I ditt eksempel beveger du deg raskere enn lyset ifra Jorden. Men hvis du sender lys ut fra romskipet så vil lyset bevege seg i en fart av 299 792 458 m/s i forhold til romskipet uansett hastigheten til romskipet.

Einstins Spesielle Relativitetsteori forklarer dette.

1
Per_Rong Du kan ikke reise raskere enn lyset, så spørsmålet blir veldig hypotetisk. Men som du sier, lysets hastighet er konstant i vakum, så lyset som beveger seg fra Jorden ville aldri nå...

Cluet er at observatøren må være ro i forhold til referenserammen. I ditt eksempel beveger du deg raskere enn lyset ifra Jorden. Men hvis du sender lys ut fra romskipet så vil lyset bevege seg i en fart av 299 792 458 m/s i forhold til romskipet uansett hastigheten til romskipet.

Javisst, men er ikke lysets hastighet konstant UANSETT referanseramme? Altså om et lys tennes mens jeg reiser MOT det, så vil fremdeles lysets hastighet være 300.000 km/s. Ikke 300.000 km/s + min hastighet, slik det vil være om man går ut fra Newton. Uansett om referanserammen min er bilen (som jeg sitter i) som reiser mot lyset med en hastighet på 80km/t, så vil lysets hastighet i forhold til meg være den samme, altså konstant og 300.000 km/s, IKKE 300.080 km/s. Et paradoks, siden min hastighet vil øke hvis jeg begynner å gå inni bilen mot lyset (forutsetter egen sjåfør og en stor bil). Da vil hastigheten min være 80km/t + 3km/t (hvis vi sier at det er gangfarten min).

Skal lese gjennom det du linker til, men nå tror jeg jeg må ta kveld... Faen! Snart 06:00 jo!

1
lexuszix [sitat…] Javisst, men er ikke lysets hastighet konstant UANSETT referanseramme? Altså om et lys tennes mens jeg reiser MOT det, så vil fremdeles lysets hastighet være 300.000 km/s....

Javisst, men er ikke lysets hastighet konstant UANSETT referanseramme? Altså om et lys tennes mens jeg reiser MOT det, så vil fremdeles lysets hastighet være 300.000 km/s. Ikke 300.000 km/s + min hastighet, slik det vil være om man går ut fra Newton. Uansett om referanserammen min er bilen (som jeg sitter i) som reiser mot lyset med en hastighet på 80km/t, så vil lysets hastighet i forhold til meg være den samme, altså konstant og 300.000 km/s, IKKE 300.080 km/s.

Det er riktig, men lyset må nå deg før du kan obervere det.

Et paradoks, siden min hastighet vil øke hvis jeg begynner å gå inni bilen mot lyset (forutsetter egen sjåfør og en stor bil). Da vil hastigheten min være 80km/t + 3km/t (hvis vi sier at det er gangfarten min).

Det kommer an på referanseramme. I forhold til bilen vil du bevege deg 3 km/t. Men i forhold til Jorden kan du ikke bare legge sammen hastigheter ettersom relativistiske effekter vil spille inn. Men med så lave hastigheter er det ingen prakstisk forskjell på Netwonsk og Einsteinsk fysikk. Det er først når men nærmer seg lyshastigheten at forskjellene blir markante.

1

Dette må være den beste måten å se lyset på i dunkelt måneskinn på et kaldt utedo :-) HALLELUJAH

1

Et halvinteressant aspekt:

"For best comprehension, read first Emerging LOTA theories.

The LOTA philosophy of science suggests that 'signals' can propagate faster than the speed of light. This seems to violate the theory of relativity, since the speed of light is considered the maximum possible speed of a signal. However, the theory of relativity makes an exception for what is called a 'composite signal'.

Recent developments at Berkeley University in California and Massachusetts Institute of Technology have experimentally confirmed the possibility to create 'composite signals ' which propagate faster than light.

What is a 'composite signal'? According to the LOTA philosophy of science, most of what we observe are 'composite signals', since most of what we observe are phenomena originating from 'adaptive looping interaction patterns'. Hence, the famous example of someone shooting his/her own grandmother by moving backwards in time does not apply, since it is not an 'adaptive loop'.

Consequently, the LOTA philosophy of science prediction for signals above the speed of light is a logical extension of current understanding, consistent with current physical theories and supported by recent experiments.

If you wish to know more about the LOTA philosophy of science, derivative theories and its vast potentials, please click here for your own copy of Breakthrough "

(ikke kjøp, er svindyrt)

"If you wish to share common interests with the author, discuss speaking engagements, solicit articles or learn about his course programs, please click here for your direct link to Cornel Slenters.

"

http://www.slenters.ch/lota/debate/index.html#FTL

1
Per_Rong Javisst, men er ikke lysets hastighet konstant UANSETT referanseramme? Altså om et lys tennes mens jeg reiser MOT det, så vil fremdeles lysets hastighet være 300.000 km/s. Ikke 300...

Det er riktig, men lyset må nå deg før du kan obervere det.

Ja, men med hvilken hastighet når lyset meg med? 300.000 km/s eller 300.080 km/s? Skjønner jo at det ikke går an å reise fortere enn lyset, men her er det jo ikke lysets hastighet det er snakk om; det blir jo lysets hastighet relativt til meg. Blir ikke dette det samme som når to biler kjører mot hverandre i 50km/t? Deres relative hastighet i forhold til hverandre blir vel 100km/t, men i forhold til en person som står i ro og ser på, så er hastigheten fremdeles 50km/t. Kan man ikke rett og slett metaforisk se på lyset som den ene bilen?

1
lexuszix [sitat…] Javisst, men er ikke lysets hastighet konstant UANSETT referanseramme? Altså om et lys tennes mens jeg reiser MOT det, så vil fremdeles lysets hastighet være 300.000 km/s....

Javisst, men er ikke lysets hastighet konstant UANSETT referanseramme?

Jo, det stemmer. Uansett hvilken hastighet du beveger deg med, vil du måle lysets hastighet (i vakuum) til å være det samme.

Formelen for å legge sammen hastighetene u og v, der u er din hastighet og v er hastigheten til et legeme som kommer imot deg, er ikke u+v slik som i Newtonsk fysikk, men (u+v)/(1+uv/c^2) der c er lyshastigheten.

I prinsippet gjelder de samme lovene også i det tenkte tilfelle at man har noe som beveger seg raskere enn lyset, men siden det er umulig å akselerere til eller forbi lysets hastighet blir det heller søkt. Å bevege seg raskere enn lyset er ekvivalent med å kunne bevege seg frem og tilbake i tid, så å skulle diskutere det ville nesten forutsette at vi dropper å bruke våre dagligdagse begreper og erstatter ord med noe mere presist: matematikk.

1
Septagon [sitat…] Jo, det stemmer. Uansett hvilken hastighet du beveger deg med, vil du måle lysets hastighet (i vakuum) til å være det samme. Formelen for å legge sammen hastighetene u og...

Å bevege seg raskere enn lyset er ekvivalent med å kunne bevege seg frem og tilbake i tid, så å skulle diskutere det ville nesten forutsette at vi dropper å bruke våre dagligdagse begreper og erstatter ord med noe mere presist: matematikk.

nei.du får kvadratroten av minus 1.som kan tolkes ymse.men ikke negativ tid,men imaginær

1
lexuszix Men fotonmassen beveger seg vel med lysets hastighet, og ikke fortere...? Er det ikke slik at fotonmassen konstant beveger seg med lysets hastighet, og ikke kan være i ro; da opphø...
RattusNorvegicus

Er det ikke slik at fotonmassen konstant beveger seg med lysets hastighet, og ikke kan være i ro; da opphører det å eksistere?

Fotoner, i likhet med andre partikler uten hvilemasse, kan ikke være i ro. De må bevege seg med lysets hastighet (i det mediumet de er), hvis ikke opphører de å eksistere.

1

OT: Noen av dere som forstår Heisenberg uskarphetsrelasjon? Altså at fart og posisjon ikke kan måles skarpt ved samtidig måling. Fysikklæreren vår sier at det er svært vanskelig å forstå, men at det er bekreftet at det er slik naturen opptrer, altså at det ikke har noe med nøyaktigheten til måleapparatene. Selv om dette ikke har noen praktisk betydning for oss er det litt ulogisk synes nå jeg. Så jeg er vel litt enig med Einstein sin måte å tenke på.

1

Uansett veldig interessant at lysets hastighet er konstant uansett referansesystem.

1
Busby_Boy OT: Noen av dere som forstår Heisenberg uskarphetsrelasjon? Altså at fart og posisjon ikke kan måles skarpt ved samtidig måling. Fysikklæreren vår sier at det er svært vanskelig å...
RattusNorvegicus

OT: Noen av dere som forstår Heisenberg uskarphetsrelasjon? Altså at fart og posisjon ikke kan måles skarpt ved samtidig måling.

Det er veldig bra av læreren deres å presisere at det er en "uskarphet", mange omtaler det som "usikkerhet". Heisenbergs uskarphetsrelasjon er utledet av kvantemekanikkens bølgefunksjon, og sier indirekte, at hvis det er mer korrekt å beskrive partikkelen som en bølge enn som en partikkel, så vil det være en grense for hvor nøyaktig man kan plassere partikkelen.

En partikkel er tenkt å ha en klart definert posisjon og bevegelse til ethvert tidspunkt, mens hvis det heller er en bølge vil det være en viss uskarphet i hvor "partikkelen er".

1
RattusNorvegicus [sitat…] Det er veldig bra av læreren deres å presisere at det er en "uskarphet", mange omtaler det som "usikkerhet". Heisenbergs uskarphetsrelasjon er utledet av kvantemekanikkens...

Sant det en "dings" kan sees på så som både en bølge eller en partikkel. Joda, han presiserte forskjellen mellom usikkerhet og uskarphet. Så har vi jo det med sammenfiltra elektroner og da, kvantefysikken er jammen meg vanskelig å forstå!

Edit: Klassisk fysikk er forsåvidt mye greiere da, men ikke like interessant.

1
Busby_Boy OT: Noen av dere som forstår Heisenberg uskarphetsrelasjon? Altså at fart og posisjon ikke kan måles skarpt ved samtidig måling. Fysikklæreren vår sier at det er svært vanskelig å...

Noen av dere som forstår Heisenberg uskarphetsrelasjon?

Heisenbergs uskaphetsrelasjon er egentlig ikke så uforståelig som mange vil ha det til, men det krever at man forstår et par poenger. Deler av dette er forklart på Wikipedias side. Skal gi et lite forsøk på å utdype selv om en god forklaring nok hadde krevd litt grafikk.

Når man beskriver en partikkel i kvantemekanikk, gjør man det ikke som et punkt, men som en bølge. La oss si at f(x) beskriver partikkelen der f(x) tar verdier som er komplekse tall: dvs. at f(x)=p(x)+i*q(x) der i er den imaginære enhet som har egenskapen at i^2=-1. Det er vanlig å normalisere denne slik at integralet av |f(x)|^2=p(x)^2+q(x)^2 er lik 1, og da tolkes gjerne |f(x)|^2 som sannsynligheten for at partikkelen vil bli funnet i punktet x dersom man måler posisjonen.

En partikkel med en forholdsvis skarp posisjon, f.eks. i origo for å gjøre ting enkelt, er dermed beskrevet med en funksjon f(x) som er null eller har veldig lav verdi langt fra origo og stor verdi nær origo.

En partikkel med bevegelsesmengde eksakt lik p (der p=mv for en partikkel med masse m og hastighet v) er gitt ved en eksakt sinus-cosinus-bølge, f(x)=cos(2*pi*p*x-a)+i*sin(2*pi*p*x-a) for en eller annen konstant a. Denne er riktignok ikke normalisert: i stedet er |f(x)|^2=1 og har altså uendelig utbredelse. NB: Merk at jeg her har droppet Plancks konstant og andre konstanter som egentlig skal inn her for å gjøre formlene enklere.

På samme måte som en partikkel med en helt bestemt hastighet må ha uendelig utbredelse, kan man uttrykke en partikkel med en bestemt posisjon som en kombinasjon av bølger på formen cos(2*pi*p*x)+i*sin(2*pi*p*x) der alle p bidrar like sterkt: altså der partikkelen er satt sammen av alle mulige hastigheter.

Mere generelt kan vi skrive enhver bølge f(x) uttrykt gjennom bølger gjennom Fourier-transformasjonen,

. . . f(x) = Integral F(p) * [cos(2*pi*p*x)+i*sin(2*pi*p*x)] dv,

som har den inverse formen

. . . F(p) = Integral f(x) * [cos(2*pi*p*x)-i*sin(2*pi*p*x)] dx,

der F(p) igjen er et komplekst tall og |F(p)|^2 er sannsynligheten for å måle bevegelsesmengden til å være p.

Eksakt posisjon betyr altså at bevegelsesmengden er helt ubestemt, mens eksakt bevegelsesmengde betyr at posisjonen er helt ubestemt. Tilsvarende vil svært presis (men ikke helt eksakt) posisjon innebære at bevegelsesmengden er nær ubestemt/svært uskarp.

Matematikken som leder frem til den eksakte formen av uskarphetsrelasjonen skal jeg droppe her: den er det nok bedre å finne på en nettside med litt bedre rom for forklaring. Hovedideen bak er dog forholdsvis enkel.

Dersom f(x) har en form slik at |f(x)|^2 er konsentrert i et område med bredde 2*sigma_X, mere konkret at sigma_X er standardavviket til x dersom vi ser på |f(x)|^2 som en sannsynlighetstetthet, så må f(x) uttrykt på formen

. . . f(x) = Integral F(p) * [cos(2*pi*p*x)+i*sin(2*pi*p*x)] dv

inneholde bølger der p kan variere over et område med bredde 2*sigma_P, hvor liten sigma_X innebære stor sigma_P. Årsaken er at dersom man skal summere cos-sin-bølger med uendelig utstrekning slik at de nær nuller seg ut utenfor et lite område, må man la frekvensene til disse bølgene variere tilsvarende mye for å unngå at det finnes punkter x der bølgene ikke nulles ut. Den eksakte formen på usikkerhetsrelasjonen er sigma_X*sigma_P>=hbar/2.

En annen indikasjon er at dersom vi erstatter f(x) med f(x/k)/sqrt(k) for en eller annen k>0, vil F(p) endres til F(p*k)*sqrt(k). Faktoren sqrt(k) er kun for å normalisere slik at normen forblir 1. Uansett gjør dette at bredden av fordelingen |f(x)|^2 ganges med k, dvs. sigma_X endres til sigma_X*k, mens variasjonen i bevegelsesmengden reduseres tilsvarende fra sigma_P til sigma_P/k. Følgelig blir sigma_X*sigma_P ikke endret av denne transformasjonen: når man krymper bredden sigma_X, må bredden sigma_P for bevegelsesmengden øke tilsvarende.

2
Septagon [sitat…] Heisenbergs uskaphetsrelasjon er egentlig ikke så uforståelig som mange vil ha det til, men det krever at man forstår et par poenger. Deler av dette er forklart på Wikiped...

Veldig fint at du prøver å forklare meg dette. Nå har jeg beklageligvis ikke hatt integralregning eller stort om komplekse tall, så kan ikke si at jeg forstår alt her. Skal se på det igjen engang når jeg har litt bedre grunnlag.

1
Busby_Boy Veldig fint at du prøver å forklare meg dette. Nå har jeg beklageligvis ikke hatt integralregning eller stort om komplekse tall, så kan ikke si at jeg forstår alt her. Skal se på d...

Nå har jeg beklageligvis ikke hatt integralregning eller stort om komplekse tall, så kan ikke si at jeg forstår alt her.

Da forstår jeg at forklaringen over må blir temmelig vanskelig. Har kokt sammen en kort versjon av det samme der jeg dropper integraler og komplekse tall for å gjøre det mere forståelig. Hovedpoenget bak Heisenbergs uskarphetsrelasjon er faktisk ikke avhengig av dette.

Dog kan et bilde si mere enn tusen ord...og bli mere forståelig...så her er en kort forklaring med et par figurer.

2
Septagon [sitat…] Da forstår jeg at forklaringen over må blir temmelig vanskelig. Har kokt sammen en kort versjon av det samme der jeg dropper integraler og komplekse tall for å gjøre det m...

I kvantefysikken så ser man på "ting" som bølger og ikke partikler, hvis man regner "tingen" som en partikkel kan man bestemme posisjonen skarpt, men det kan man derimot ikke hvis man ser på "tingen" som en bølge? Hvis så er tilfelle så skjønner jeg ikke helt dette for å være ærlig. Var det ikke slik at Heisenberg sine formuleringer sier at man ikke kan (uansett hvor nøyaktige måleapparatene er) måle farten og posisjonen til en "ting" skarpt fordi vi ser på "tingen" som en bølge.

Denne formelen er det vi opererer med og den er forsåvidt grei å regne med. Når det kommer til betydningen av denne så er vel det viktigste at det ikke er mulig å beregne banen til en kvantepartikkel.

1
Busby_Boy I kvantefysikken så ser man på "ting" som bølger og ikke partikler, hvis man regner "tingen" som en partikkel kan man bestemme posisjonen skarpt, men det kan man derimot ikke hvis...

I kvantefysikken så ser man på "ting" som bølger og ikke partikler

Ser terminologien er potensielt forvirrende. Klassisk, dvs. fra før kvantemekanikk, skiller man mellom partikler og bølger (eller felter): partikler ble beskrevet som et punkt med hastighet (samt masse etc.), mens bølger ble beskrevet med en bølgefunksjon f(x) der verdiene kan være reelle tall, vektorer, e.l. og der bølgefunksjonen tilfredsstiller en bølgeligning (eller felt som tilfredsstiller en feltligning som f.eks. Maxwells ligninger for elektromagnetisme).

I kvantemekanikk forsvinner dette skillet mellom partikler og bølger/felter. Begge deler beskrives ved hjelp av bølgefunksjoner. Så når man snakker om partikler i forbindelse med kvantemekanikk, så meners altså partikler beskrevet gjennom bølgefunksjoner: altså bølger. Man bruker ordet "partikkel" som samlebetegnelse for elektroner, protoner, neutrinoer, fotoner, etc. uten den klassiske tilleggsbetydningen om at disse kan beskrives som punkter med hastighet. Uskarphetsrelasjonen er en generell egenskap ved bølger, og gjelder derfor i kvantemekanikken for alle partikler.

Forskjellen mellom bølgefunksjonene i kvantemekanikken og klassiske bølger/felter er at i klassisk fysikk, hvis du har to bølger/felter f(x) og g(x), f.eks. elektromagnetiske felter, så er kombinasjonen av disse f(x)+g(x); i kvantemekanikk vil den direkte kombinasjonen av to bølgefunksjoner, f1(x) og f2(x) svarende til to forskjellige partikler bli f1(x1)*f2(x2) der x1 og x2 er koordinatene for partikkel 1 og partikkel 2. Så lenge man kun ser på bølgefunksjonen til en enkelt partikkel blir det ikke noe skille, men bølgefunksjonen for N partikler blir en funksjon f(x1,...,xN) der man har en koordinat for hver partikkel, så partiklene slåes altså ikke sammen slik som bølger i klassisk fysikk, men beholder sin identitet som distinkte partikler. Sammenfiltring av to partikler svarer til at den felles bølgefunksjonen f(x1,x2) for de to ikke kan skrives på formen f(x1,x2)=f1(x1)*f2(x2); konsekvensen av dette blir at en måling utført på den ene partikkelen implisitt også blir en måling på den andre siden de to ikke er uavhengige.

1

man kan jo bremse ned lyset....

1

La oss si at du er 10m lengre frem en lyskilden (En 10.000.000Wlaser) Du og lyset akselerer helt likt og oppnår nøyaktig samme hastighet samtidig. Da vil du alltid kunne se laser lyset 10m bak deg. Men det vil aldri kunne blende deg, eller skade øynene dine. Skulle hastigheten din bli redusert med 0.0001% Så vil du bli tatt igjen av laser strålen. Lurer på om man kan se halen også :)

Men hva ville skjedd om du hold et speil. Og laserstrålen reflekteres tilbake til en optisk sensor fra lyskilden, med 100% presisjon?! Det ville isåfall bevist om lys kan akselerere fra -310.000Km/s til +310.000Km/s Altså vi snakker da om er forskjell på 620.000Km/s, siden lystet allerede har en hastighet på 310.000Km/s i en retning. Skal lyset snu 180* for og så oppnå lysets hastighet igjen.

Svaret er det samme som når du lyser i et speil her på jorden. Forskjellen er eksperimentet. Må si den første høres kulere ut. Men svaret er det samme uansett :D

2

Lignende innlegg

Dumme forskere.

Så 2 idioter på tv.En påsto at antarktisk var på størrelse med texas x2,Det er jo på størrelse med Canada. En annen var bekymret over at Grønland skulle forsvinne.Vet de ikke at det er land under både...
1
2 svar
Miljø og Klima trondhjem Siste svar

RWE saksøkes

I Tyskland foregår en interessant rettssak. Saul Luciano Lliuya har saksøkt RWE, en kullkraftgigant som har høye historiske CO2-utslipp på samvittigheten. Årsaken til søksmålet er at en diger bit på f...
1
9 svar
Miljø og Klima Fico Siste svar

Uklart om vindkraft

Fra stortingets talerstol har vi kunnet høre at vårt elkraftpotensiale for havvind, er like stort som det potensiale som i dag ligger til grunn for vår landlige produserte vannkraft. Det kan jo høres...
1
27 svar
Historie vif_support Publisert

17. mai til ettertanke

Kongen hilser det norske folk 17. mai 1940 Kongens hilsen leses opp i Tromsø radio, den eneste frie radiostasjonen i Norge https://www.nrk.no/skole-deling/12165 London Radio 17. mai 1945 Siste 17. mai...
1
0 svar
Laster...