Albert Einstein kehitti jo 16 vuotiaana ajatuskokeen. Kokeessa jahdataan valonsädettä. Kun lähestytään nopeutta c, valoaallot hidastuvat ja kun saavutetaan c, valoaaltojen pitäisi olla täysin pysähtyneitä. Olettamus oli että on oltava valonlähteitä jotka liikkuvat meistä poispäin nopeudella c ja näin jättäisivät jälkeensä pysähtyneitä valoaaltoja. Emme kuitenkaan havaitse "jäätyneitä" valoaaltoja joten Einstein hylkäsi aiemmat teoriat virheellisinä ja tämä johti suhteellisuusteorian kehittämiseen.
Nuoren Einsteinin päätelmässä on kuitenkin paha virhe. Nopeudella c havaitsijasta poispäin liikkuvaa objektia ei voi havaita. Tämän todistaa valo itse. Mikäli suuntaat laserin tai muun valonlähteen itsestäsi poispäin, et voi havaita tuota valoa ellei se heijastu jostain takaisinpäin.
Havaitsijasta poispäin liikkuvaa valoa ei siis voi havaita. Voimme havaita vain valon joka tulee meitä kohti. On samantekevää millä nopeudella valon perässä liikutaan, lopputulos on sama, poispäin kulkevaa valoa ei voi havaita. Samasta syystä auringonvaloa ei näe yöllä muutoin kuin heijastuksena esim kuusta.
Toisinsanoen informaatiota ei voi vastaanottaa ellei se tule vastaanottajaa kohti.
Näinpä nuoren Einsteinin ajatuskokeessa vaikka jahtaisi poispäin kulkevaa valonsädettä nopeudella c, sitä ei voisi havaita sillä vain havaitsijaa kohti tuleva informaatio voidaan vastaanottaa. Siinä nopeudella ei ole juurikaan merkitystä, poispäin kulkevaa informaatiota ei voi havaita olipa kyse sitten radioaalloista, lämpösäteilystä, ääniaalloista tai valosta.
On melkoinen onni ettei kukaan huomauttanut Einsteinia ajatuskokeen virheestä, sillä tuon ajatuskokeen lopputulos vakuutti Einsteinin siinä määrin että hän alkoi kehittelemään suhteellisuusteoriaa. Mikäli joku olisi asiasta huomauttanut, meillä ei välttämättä olisi suhteellisuusteoriaa. Voidaan sanoa että siinä kävi ihmiskunnalla aikamoinen tuuri.
Nuoren Einsteinin päätelmässä on kuitenkin paha virhe. Nopeudella c havaitsijasta poispäin liikkuvaa objektia ei voi havaita. Tämän todistaa valo itse. Mikäli suuntaat laserin tai muun valonlähteen itsestäsi poispäin, et voi havaita tuota valoa ellei se heijastu jostain takaisinpäin.
Havaitsijasta poispäin liikkuvaa valoa ei siis voi havaita. Voimme havaita vain valon joka tulee meitä kohti. On samantekevää millä nopeudella valon perässä liikutaan, lopputulos on sama, poispäin kulkevaa valoa ei voi havaita. Samasta syystä auringonvaloa ei näe yöllä muutoin kuin heijastuksena esim kuusta.
Toisinsanoen informaatiota ei voi vastaanottaa ellei se tule vastaanottajaa kohti.
Näinpä nuoren Einsteinin ajatuskokeessa vaikka jahtaisi poispäin kulkevaa valonsädettä nopeudella c, sitä ei voisi havaita sillä vain havaitsijaa kohti tuleva informaatio voidaan vastaanottaa. Siinä nopeudella ei ole juurikaan merkitystä, poispäin kulkevaa informaatiota ei voi havaita olipa kyse sitten radioaalloista, lämpösäteilystä, ääniaalloista tai valosta.
On melkoinen onni ettei kukaan huomauttanut Einsteinia ajatuskokeen virheestä, sillä tuon ajatuskokeen lopputulos vakuutti Einsteinin siinä määrin että hän alkoi kehittelemään suhteellisuusteoriaa. Mikäli joku olisi asiasta huomauttanut, meillä ei välttämättä olisi suhteellisuusteoriaa. Voidaan sanoa että siinä kävi ihmiskunnalla aikamoinen tuuri.
Vastaukset 11
Vanhimmat
http://en.wikipedia.org/wiki/Michelson–Morley_experiment
Taidat sekoittaa havaitsijasta poispäin liikkuvan valonlähteen ja havaitsijasta poispäin liikkuvan valon. Muutoinkin kun on kyse ajatuskokeesta, pitää ymmärtää mikä on pointti asiassa. Tuskin Scrödingerkään tosissaan ehdotti kissan sulkemista laatikkoon säteilylähteen kanssa.
Einstein oli 16-vuotias 1800-luvulla. Olikohan silloin mitään tietoa meistä lähes valon nopeudella poispäin liikkuvista valonlähteistä? Kaukaisista galakseista ei ollut mitään tietoa, ei Tsherenkovin säyeilystä tms ilmiöistä.
http://www.pitt.edu/~jdnorton/Goodies/Chasing_the_light/
Ajatuskokeen pointti on sellaisenaan virhepäätelmä. Emme voi havaita meistä poispäin kulkevaa informaatiota. Sen lisäksi jos valonlähde tai mikä hyvänsä kulkee meistä poispäin nopeudella c tai sen yli, emme voi sitä havaita samasta syystä. Esimerkiksi radiosignaalilla peilaaminen ei onnistu, koska radiosignaali ei tavoita kohdetta. Tähtitieteessä puhutaan valokartiosta. Emme voi havaita kartion ulkopuolisia tapahtumia. Nopeudella c tai sen yli meistä poispäin liikkuvat kohteet ovat kartiosta ulkona.
Tähtitieteessä hyvin tiedetään että voimme havaita meistä ylivalonnopeudella loittonevia galaxeja, mutta vain siksi että valo on ajalta jolloin ne eivät vielä loitonneet meistä valonnopeudella tai ylivalonnopeudella. Tiedämme kuitenkin sen että jossain vaiheessa niiden valo kulkeutuu valokartion ulkopuolelle ja mahdollisuutemme havaita samat galaxit päättyvät.
Ajatuskokeessa on siten perustavanlaatuinen virhe, onni onnettomuudessa ettei Einstein sitä huomannut. Tämän ajatuskokeen vuoksi Einstein lähti kehittelemään suhteellisuusteoriaa.
Minusta aloituksen luonne sallii jossittelun, siksi entäpä jos:
- AE. olisikin kehittänyt suhtiksen laajemman Möbius-muunnoksen (eikä vain sen erikoistapauksen Lorenz-muunnoksen) pohjalle ja meillä olisi nyt Emdrive toiminnassa, takionit varalla ja säieteoria valmiina.
- kaveri olisi hylännyt fysiikan ja ratkaissutkin yhteiskunnan ongelmat.
Ajattele näin: Sinulla on laatikollinen pingispalloja. 1. Kaadat laatikon lattialle. 2. Kaadat laatikon ulos raketista, joka liikkuu (lähes) valon nopeudella.
Ei ne pingis pallot siitä miksikään muutu, kun joku ne saa kiinni.
Valolla tietysti, tuon lisäksi se ominaisuus, ettei se voi koskaan pysähtyä - ja murikka-koko ehkä aavistuksen verran pienempi, kun lepomassakin on nolla..
Jos rakettisi kulkee valonnopeudella ja siitä jää pingispalloja jälkeen on siinä oltava jokin mekanismi joka työntää ne pallot raketista ulos vastakkaiseen suuntaan. Silloin ne pingispallot ei enää kulje valonnopeudella.
Ajattele junaa joka liikkuu 100km/h ja irroitat siitä vaunun. Ilman kitkaa ja ilmanvastusta tuo irroitettu vaunu jatkaisi matkaansa 100km/h junan mukana ellei sitä työnnetä poispäin. Jos vaunun irroittava mekanismi työntää vaunua poispäin niin silloin se vaunu jatkaisi kulkuaan alle 100km/h.
Mutta ajatus siitä ettei valo kulkisi valonnopeudella on jokseenkin järjetön.
Tuossa Einstenin ajatuskokeessa ei ole mistään sellaisesta kyse, vaan olettamus on että valonnopedella liikkuessa, liikkujan pitäisi havaita pysähtyneitä tai "jäätyneitä" valoaaltoja. Tietysti käytännössä ei taida olla mahdollista kulkea valonnopeudella jotta tämä voitaisiin testata, mutta teoria on virheellinen jo siitä syystä että vaikka havaitsija liikkuisi valonnopedella valon rinnalla, valoa ei voisi havaita koska se ei tule havaitsijaa kohti, sen nopeusero havaitsijaan on nolla. Havaitaksemme valon "jäätyneenä" meidän tulisi liikkua ylivalonnopeudella ja meillä ei nykyisenkään fysiikan tietämyksen mukaan ole mitään käsitystä siitä miten valo näyttäytyisi sellaisessa tilanteessa. Silloin valo tulisi havaitsijaa kohti ehkä vain vaivaiset 2km/h eikä meillä ole mitään tietoa siitä miltä valo näyttää sellaisella nopeudella vai näyttääkö miltään.
Havaitaksesi informaatiota täytyy sen tulla sinua kohti, jolloin sen nopeusero ei voi olla nolla. Einsteinin ajatuskokeessa nopeusero on juurikin nolla. Mahdotonta havaita.
Kertokaapas fiksut, miksi valonnopeus on suurin mahdollinen nopeus?
Ajatusleikki (mikä menee pieleen): -olen raketissa, joka matkaa valonnopeudella eteenpäin. Heitän raketin perästä tiiliskiven niin kovaa kuin jaksan. Kun tiiliskivi lähtee menosuuntaa vasten negatiiviseen suuntaan, mekaniikan lakien mukaan myös raketin nopeuden menosuuntaan tulisi kasvaa vastaavan liike-energian määrän verran? En ole avaruusjuttuihin perehtynyt, mutta viime aikoina on alkanut kiinnostaa nämä jutut. :)
Ei se ole suurin mahdollinen nopeus. Aika-avaruus itsessään laajenee valoa nopeammin ja sen mukana jotkut galaksit loittonevat toisistaan ylivalonnopeudella. Maailmankaikkeus laajenee kokoajan nopeammin ja nopeammin. Tuntemamme fysiikan lait eivät olleet olemassa ennen alkuräjähdystä. Fysiikassa on vielä paljon ratkaisematta.
Esimerkiksi vetyatomin vastaanottama valo saa aikaan vedyn elektronin pomppaamisen suuremmalle orbitaalille ja se tekee sen vieläpä niin että se elektroni katoaa "jonnekin" ja ilmestyy uudelle orbitaalille "tyhjästä" tai "ei-mistään" ja jatkaa ytimen kiertämistä suuremmalla energialla.
Käsittääkseni ei ole vielä keksitty mihin elektroni hetkellisesti häviää tai mikä saa elektronin siirtymään suuremmalta orbitaalilta pienemmälle, mutta se tiedetään että kun elektroni hyppää pienemmälle orbitaalille niin siitä syntyy valoa. On mahdollista että pimeä aine saa tuon käänteisen reaktion aikaan, tai jonkinlainen antifotoni. Tai sitten se liittyy jollain tavalla spineihin.
Eli onhan noissa fysiikan ilmiöiden selittämisessä vielä vähän puuhaa..
..mutta esimerkiksi Youtubesta löytynee ainakin Englannin kielellä paljonkin havainnollisia esimerkkejä eri ilmiöistä. Muutama fysiikan perusteos kannattaa etsiä vaikka kirjastosta, sieltä löytyy hyviä maallikolle suunnattuja kirjoja myös teoreettisesta fysiikasta esimerkiksi Stephen Hawking yms.
Pyydäpä kaveriasi (jos on) näyttämään taskulampulla pimeässsä valoa olkasi yli eteenpäin Näetkö valon?
Ei näy valo ellei se heijastu jostain takaisin. Silmäsi kykenevät vastaanottamaan vain valosignaalia joka tulee silmiäsi kohti. Kokeile laserilla. Esimerkiksi laserosoittimen valoa ei näe edes pimeässä, näet vain sen pisteen kohteessa josta laser heijastuu takaisin silmiisi. Muunmuassa tutkan toiminta perustuu tähän. Jollei edessä ole mitään mistä tutkan signaali peilautuu takaisin niin silloin tutkassa ei näy mitään, koska signaali kulkee vain tutkasta poispäin. Sama juttu auringonvalon kanssa. Yöllä näet vain auringonvalon joka heijastuu silmiisi kuusta.
Selvähän tuo.
Valo on fotoneita. Verkkokalvolle osuessaan fotonit virittävät energiallaan molekyylejä. Jos fotoni etenee silmästä poispäin valon nopeudella, ei mitään signaaliä synny verkkokalvolle.