Meille saapuu valoa niin kaukaa, että kosminen punasiirtymä on selvästi havaittavissa.Fotonin frekvenssi siis muuttuu sen "lennon" aikana.
Mutta eikös fotoni kulje geodeettista viivaa jossa sen itseiaika on 0 ? Miten on mahdollista, että tuossa 0-ajassa voi tapahtua jotain, eli tuo punasiirtrymä?
Mutta eikös fotoni kulje geodeettista viivaa jossa sen itseiaika on 0 ? Miten on mahdollista, että tuossa 0-ajassa voi tapahtua jotain, eli tuo punasiirtrymä?
Vastaukset 49
Vanhimmat
Aikahan on suhteellista, eli fotoni ei "huomaa" mitään muutosta omassa energiatasossaan (taajuudessa), mutta ulkopuolinen havainnoitsija huomaa muutoksen fotonin energiatasossa tämän vaellettua galaksijoukkojen välisessä suunnattomassa tyhjyydessä, missä avaruutta tulee "lisää".
Selittäisitkö aluksi, mitä ymmärrät fotonin oikeastaan olevan, ja sitten, mikä kumma on sen frekvenssi ?
Wiki:
-Comptonin ilmiö eli Comptonin sironta on korkeataajuuksisen sähkömagneettisen säteilyn epäelastista siroamista väliaineen elektronista. Ilmiössä sähkömagneettisen säteilyn aallonpituus kasvaa, kun fotoni luovuttaa törmäyksessä osan energiastaan elektronille. Ilmiö osoittaa että valolla on hiukkasluonne: klassisen teorian mukaan aallonpituuden ei pitäisi muuttua vuorovaikutuksessa. Ilmiön havaitsi Arthur H. Compton vuonna 1922. Hänelle myönnettiin ilmiön löytämisestä Nobelin palkinto viisi vuotta myöhemmin 1927.
Sähkömagneettisen säteilyn teoriaa on palstalla käsitelty laajasti esim. oppikirjapohjainen artikkelini:
https://keskustelu.suomi24.fi/t/15441227/energian-siirtyminen-lamposateilyn-avulla.
Tuossa siis kirjoittaa foorumilla jo hetken häiriköinyt trolli.
Tästä samasta oli juuri keskustelua tähtitiedepalstalla.
https://keskustelu.suomi24.fi/t/17378456/matkaako-valo-ikuisuuden-avaruudessa
Kannattaa katsoa mitä jo vastattiin niin ei tarvitse samaa kirjoittaa useaan kertaan.
Kuka helvetti noita alkaa kahlaamaan läpi. Parempi vaan kun laitat linkkejä tänne. Pääset samalla vähän pätemään ja kitisemään turhasta. Kaikki voittaa.
Eräs teoria mitä olen pohdiskellut väittää, että valoa ei varsinaisesti ole olemassa vaan kyse on energiansiirtymisen aiheuttamasta häiriöstä aika-avaruudessa. Fotoni siis absorboituu atomin elektroniradalle. Tästä seuraa se, että atomista lähtee taaksepäin aikaan häiriö, joka mahdollistaa fotonin olemassaolon atomin kohdalla. Kyse on siis säikeestä, joka yhdistää lähtöpisteen ja kohdepisteen ja fotonin siirtyminen on siinä mielessä takaperoinen, että ensin fotoni saapuu perille ja sitten vasta lähtee liikkeelle. Vastaanottavassa atomissa on siis valmiina kolo johon elektroni voi "pudota" valon nopeudella. Aikaa ei tästä syystä kulu fotonin kannalta mutta me voimme havaita tapahtumat oikeassa järjestyksessä.
Toistaiseksinei ole tullut yhtään kunnollista vastausta. Jotkut eivät edes ole ymmärtäneet kysymystä. Eikä siihen tähtitiedepalstallakaan tullut mitään vastausta.
Lähdin siitä, että mahdolliset kommentoijat tietävät, mitä punasiirtymä on ja että fotonilla on frekvenssi etc.
Siis: kun fotonilta kuluu tänne tuloon aika 0, mitennsiinä voi tapahtua muutos?
Ei fotoni itse muutu. Fotonin havaittu aallonpituus riippuu havaitsijan liiketilasta. Jos havaitessa liikut kohti fotonin lähtöpistettä niin fotoni on sinisempi ja jos poispäin fotonin lähtöpisteestä niin se on punaisempi. Relativistinen Doppler-ilmiö.
Ihan samalla lailla sama äänenlähde kuullostaa erilaiselta kahdelle eri liiketilassa olevalle kuuntelijalle. Itse ääni ei kuitenkaan muutu vaikka samanaikaiset havainnot siitä Doppler-ilmiön vuoksi poikkeavat toisistaan.
Tarkemmin ajatellen lähtöpisteen sijaan pitäisi tuossa olla "fotonin tulosuuntaan nähden". Matkan varrella voi avaruuden kaareutumisen vuoksi fotoni tehdä esimerkiksi 180 asteen käännöksen. Fotonin tulosuunta havaitsijan kohdalla voi siten olla mikä tahansa.
Sinä puhut nyt doppler-siirtymästä. Minä kysyin kosmisesta punasiirtymästä.
Onko ihan mahdotonta edes tajuta kysymystäni?
Eikös kyse ole siirtymän kannalta sama, havaitsijan ja kohteen etäisyys vain muuttuu eri syystä.
Kosmisessa punasiirtymässä ei ole kyse Doppler-siirtymässä, vaan
avaruuden laajentumisesta. Kaukana olevilla galaksilla on omat gravitaatioon
liittyvät liikkeet omien naapureiden kanssa, niissä on oma Doppler-siirtymä,
sitä ei kuitenkaan näy kosmisessa punasiirtymässä koska se on niin pientä.
Galaksit joilla on kosmista punasiirtymää eivät liiku meistä poispäin, avaruus
vain venyy, siis avaruuden jatkuva laajeneminen, joka vaikuttaa kaikkeen valoon,
joka liikkuu universumin halki. Tämä eroaa Doppler-efektistä, jossa siirtymä johtuu liikkeestä suhteessa tarkkailijaan.
Mitä tulee fotonin kokemaan aikaan joka olisi millä tahansa matkalla 0, fyysikot ovat varoitelleet tästä päättelemästä mitään mystisia asioita. Vaikka Einstein ajatuskokeissaan ratsasti fotonilla ja tarkasteli mitä tapahtuisi, kuitenkaan fotonilla ei ole itseis/proper aikaa.
Tuo on juurikin Doppleriin verrattava ilmiö, punasiirtymä johtuu välimatkan kasvamisesta. Itse kohde lähettää säteilyä omalla aallonpituudellaan, mutta koska kohde siirtyy avaruuden laajenemisestä johtuen, säteily punasiirtyy.
Vähän Doppleria ja sitten paljon muuta.
... ja havainnot riippuvat havaitsijan liiketilasta fotonin liikesuuntaan nähden.
Fotonilla itsellään ei ole yksikäsitteisesti määriteltyä energiaa (aallonpituutta) siksi että ei ole olemassa mitään yleismaailmallista nopeuksien nollakohtaa eli lepokoordinaatistoa johon voisi verrata. Kiihtyvyys on absoluuttista mutta nopeudet ovat aina suhteellisia.
Eri nopeuksilla liikkuvat havaitsijat näkisivät samalle fotonille eri aallonpituuden. Fotoni olisi silti aina samanlainen eikä siis muuttuisi mitenkään. Riittävän nopeasti kohti avaruuden mikroaaltotaustan fotonia liikkumalla näkisi kyseisen fotonin alkuperäisellä aallonpituudellaan näkyvänä valona. Vauhtia edelleen lisäämällä se olisikin röntgen- tai gammasäteilyä.
Höpö höpö !
"Höpö höpö !"
Onko sinulla vaikeuksia luetun ymmärtämisessä ?
Vihree singmaali saapui jo ja vuosi kului ratkoessa.
Monet kommentoijat kirjoittavat muusta kuin mitä kysyttiin. Yhtään kunnon selitystä kysyttyyn nasiaan ei ole tullut.
Eikö sillä ole selitystä?
Ei ole olemassa mitään fotonin "kokemaa" aikaa. Se on mielikuvitusta, joten tietenkään kysymykseesi ei ole vastausta.
Aloittaja aiempiin keskusteluihin lähettämiensä viestien perusteella ei halua vastauksia vaan huomiota ja riitelyä. Jos sellaista ei muuten tunnu syntyvän niin se yrittää henkilökohtaisuuksiin menemällä saada reaktioita aikaan. Toisten syyttely trollauksesta tai aiempien viestien kopiointi ja uudelleenlähettäminen toisena esiintyen kuuluu sillä keinojen valikoimaan.
Asiallisiin kysymyksiin asialliset vastaukset ja jos (kun) sillä kommentointi taas lipuu asiattoman puolelle niin jätetään vastaamatta.
Tuossa tähtitiedepalstan puolella käydyssä ylempänä mainitussa keskustelussa oli esillä myös sellainen vaihtoehto, että fotonilla olisi hyvin pieni lepomassa. Nykyinen teoria ei fotonin lepomassan olemassaoloa kiellä mutta havaintojen perusteella se olisi hyvin pieni verrattuna esimerkiksi elektronin massaan.
Fotonin hyvin pieni lepomassakaan ei muuttaisi aloituksen tilannetta siksi, että samasta kaukaisesta kohteesta lähteneet kaksi samanlaista fotonia on mahdollisuus havaita eri aallonpituuksilla riippuen havaitsijoiden omista liiketiloista. Ajatus siitä että fotoni jotenkin etukäteen tietäisi tulevaisuudessa tapahtuvan havainnoinnin havaitsijan liiketilan ja sen perusteella muuttuisi kesken lentonsa on perin kummallinen.
Taas kuonaa!
Ei tässä ollut kyse havaitsijan liiketilasta vaan kosmisesta punasiirtymästä. Mutta doppleria vaan tyrkytetään.
On kolme punasiirtymää: Doppler, gravitaatiopunasiirtymä ja kosmologinen punasiirtymä. Tämä viimeinen non se merkitsebvä kosmologisilla etäisyyksillä.
Voidaan pääteäää, kuinka kauan sitten jostain hyvin kaukaisesta galaksista valo on lähtenyt ja mitata sen aallonpituus L(nyt). Samoin voidaan päätellä, mikä tuo aallonpituus oli valon lähtiessä matkaan, L(lähtö).
L(nyt) >> L(lähtö).. Miten tuo muutos on voinut tapahtua kun fotonin itseisaika = 0.
Vaikka kyse ei nyt ole kaksosparadoksista niin asiaa voi sillä havainnollistaa. Maassa asusteleva veli vanhenee 50 vuotta ja avaruusmatkaileva veli vain 5 vuotta.. Maapalloveljen itseiaika (50) on pitempi kuin avaruusveljen(5).Mutta kyllä se avaruusveljen kokema aika on ihan yhtä "todellista" kuin maaveljen aika.
Kosmisessa punasiirtymässä fotonin itseisaika = 0 ja silti tuona 0-aikana tapahtuu frekvenssin muutos !!!
Asiaa on ansiokkaasti yritetty selvittää, mutta vaikuttaa että et aivan ymmärrä mistä puhut.
Fotoni on fiktiivinen käsite havainnollistamaan ilmiötä, sillä ei ole frekvenssiä, eikä ajallista muutosta, joten aikavakio on 0.
Punasiirtymässä valon aallonpituus ei muutu, yritä ensin selvittää mitä se on.
Et ilmeisesti lukenut saamiasi vastauksia. Fotonilla ei ole yksikäsitteistä energiaa eli sillä ei myöskään ole yksikäsitteistä taajuutta ("frekvenssi"). Taajuus riippuu tasan tarkkaan havaitsijan liiketilasta eli samalla fotonilla on eri frekvenssi eri liiketilassa olevien havainnoitsijoiden mielestä.
Fotoni itsessään ei muutu, se vain näyttää erilaiselta eri liiketilassa olevan havaitsijan mielestä. Tuo seuraa suoraan erityisestä suhteellisuusteoriasta.
https://fi.wikipedia.org/wiki/Erityinen_suhteellisuusteoria
Kosmisen punasiirtymän kokenut fotoni näyttää edelleen taajuudeltaan alkuperäiseltä jos havaitsija liikkuu sitä kohti täsmälleen avaruuden laajenemisesta aiheutuvan punasiirtymän mukaisella nopeudella. Fotoni itse ei tiedä ympäristönsä muutoksista mitään kun sen kohdalla aika ei kulu.
Jos aloittajaa oikeasti kiinnostaa tarkemmin fotonin sielunelämä niin hänen kannattaa tutustua kvanttielektrodynamiikkaan (QED, Quantum Electrodynamics). Johdatus siihen voisi olla Richard Feynmanin neljään osaan jaettu luento Cornellin yliopistolla aiheesta vuodelta 1965. Feynman sai tuolloin Nobel - palkinnon QED:n kehittämisestä. Tässä luennon ensimmäinen osa:
https://www.youtube.com/watch?v=P9nPMFBhzsI
Miksi tuolle tampiolle edes pitää mitään kommentoida?
Vai ei aallonpituus muutu??? Punaisella valolla sama aallonpituus kuinnsinisellä???
Johan nyt!!!
Punasiirtymästä ja ajasta.
Aika erikoisia kommentteja näkyy.
Punasiirtymässä aallonpituus ja taajuus muuttuvat, valohan on punaisempaa
kuten punasiirtymä nimi vihjaa.
Jos käsitellään vain kosmista punasiirtymää, niin se katsotaan aiheutuvan
avaruuden laajenemisesta valon matkan aikana. Avaruuden laajeneminen
"venyttää" valoaaltoa.
Valolla tai fotonilla ei ole omaa aikaa, siihen ei siis voi käyttää aikakäsitettä,
kuten aloittaja on yrittänyt tehdä. Valolla on kuitenkin tietty nopeus c,
auringosta valo saapuu maahan noin 8 minuutissa, galakseista tietenkin vielä
kauemmin miljoonia tai miljardeja vuosia.
Tämä aika on koordinaattiaikaa, jossa tuo aallon venyminen ja punertuminen
tapahtuu, onhan sillä ollut aikaa venyä miljoonia vuosia.
Mutta itseisajasta (proper time) tässä puhutaan. Se on fotonille 0.Ja 0-ajassa tapahtuu aallonpituuden muutos!
Vaikka kyse ei nyt ole kaksosparadoksista niiun analogia on tämä: maaveljen koordinaatistossa kuluu 50 vuotta nutta avaruusveljen itseisaika on vain 5 vuotta.Tuossa 5 vuodessa on maassa tapahtunut se, mitä 50 vuodessa tapahtuyu naaaveljen mielestä.
Fotonin itseisaika sieltä 10 miljardin valovuoden päästä tänne on 0, vaikka maassa on kulunut 10^9 vuotta. Valoaalto venyy vaikka siltä aikaa ei kulu.
"Mutta itseisajasta (proper time) tässä puhutaan. Se on fotonille 0.
Ja 0-ajassa tapahtuu aallonpituuden muutos!"
Tuo itseisaika on fotonille 0, siis sille ei ole aikaa. Et voi käyttää siihen
aikakäsitettä kun ei ole aikaa. Tulkikset tuon 0 joksikin ajaksi, vaikka
venyminen tapahtuu matkan aikana, onhan se fotoni tullut maahan saakka.
Tässä ei ole kaksoisparadoksista puhe, maan koordinaatistossa on mennyt
se 10^9 vuotta, sen ajan se on ollut venytettynä.
Kun lähetät laserpulssin kuuhun teleskoopilla, pulssi palaa heijastimesta
2.5 sekunnin päästä, tuon ajan se on matkannut kuuhun ja takaisin,
maan koordinaatistossa. Et näe tuossa tapahtumassa muuta kuin tuon
koordinaattiajan, et pulssin itseisaikaa. Pulssin itseisajalle ei voi käyttää
aikakäsitettä tuon 2.5 sekunnin matkaajan lisäksi. On vain tuo matkaaika.
Sama valo voi näyttää punaiselta kun kuljet valon lähteestä poispäin ja siniseltä kun kuljet valonlähdettä kohti. Valolla ei edelleenkään ole yksikäsitteistä havainnoitsijan liiketilasta riippumatonta aallonpituutta.
E = h f
c = l f
E = energia, f = frekvenssi, l = aallonpituus ja h = Planckin vakio
Kun aalionpituus muuttuu niin frekvenssikin muuttuu..
Vai ei valolla ole näitä???
c = valon nopeus tyhjiössä
Palaan nyt toisenlaiseen asiaan eli kaksosparadoksiin. Avaruusveli liikkuu hyvin nopeasti ja palaa maahan vuodessa joka on hänen itseisaikansa. Tällä välin maassa on kulunut 10 000 vuotta. Maa on kiertänyt auringon 10^4 kertaa.
Miten avaruuskaksonen selittää tämän? Maan kiertoajan määräävät auringon ja maan massat sekä niiden etäisyys.Avaruuskaksosen mielestä maa on kuitenkin kulkenut hirmuvauhtia ehtiäkseen tehdä nuo kierrokset. Massat eivät kuitenkaan ole muuttuneet. Onko vetovoimalle tapahtunut jotain?
Asia selitetty dokumentin sivulla 13:
https://users.aalto.fi/~thunebe1/courses/monjst.pdf
Tuo dokumentti on siis Oulun yliopiston kurssien Johdatus suhteellisuusteoriaan 1 ja 2 opetusmoniste ja löytyy myös täältä:
https://www.oulu.fi/tf/jst1/index.html
JOHDATUS SUHTEELLISUUSTEORIAAN
Erkki Thuneberg
Fysiikan laitos
Oulun yliopisto
2017
Samaiselta sivulta löytyvät kurssien harjoitustehtävät malliratkaisuineen.
Kaksosparadoksia käsitellään kurssin harjoituksen 4 tehtävässä 3 kohdissa a) ... e). Jos asia kiinnostaa niin kannattaa katsoa tämän tehtävän malliratkaisu.
https://www.oulu.fi/tf/jst1/ratkaisut/solratk-04.pdf
Tuon perusteella ajan kulussa Maapallolla suurimmat muutokset avaruudessa tehtävän havainnoinnin mukaan tapahtuvat paluukäännöksen aikana eli kun Maapallon suuntaan tapahtuva kiihtyvyys hidastaa liikkeen ja palauttaa liikkeen suureen nopeuteen takaisin kohti Maapalloa. Maapallolla aika kuluu tietenkin entiseen tahtiinsa eikä kiihdy tai hidastu mitenkään.
Et tuolla vastannut ollenkaan aloittajan kysymykseen. On aivan sama, missä "suurimmat muutokset" tapahtuvat. Pääasia on, että matkaajalta on kulunut vuosi ja tänä aikana maapallo on kiertänyt auringon 10000 kertaa. Miten matkaaja selittää tämän itselleen?
Aloittajan 1. kysymyskin oli hyvä enkä sainakaan suoralta kädeltä osaa siihen vastata.
Odotin vastausta kysymykseeni enkä viittauksia erilaisiin opintomonisteisiin. Minulla on kyllä useita varsin päteviä englanninkielisiä kirjoja EST:sta, en tsarvitse oululaisia monisteita.
Älkää vastatko trollille, hän hakee vain huomiota.
Kysymyksilläni ei ole mitään trollaustarkoitusta vaan tarkoitukseni oli testata palstalaisten ymmärrystä Einsteinin EST:sta ja YST:sta.
Jos esim. matematiikkapalstalla esitetään ratkaistavaksi jokin tehtävä niin ei voi välttämättä olettaa, että tehtävän antaja ei osaa sitä ratkaista. Tehtäviä voi laittaa ihan niitten mielenkiinnon vuoksi. Vastaukseksi ei silloin riitä, että "katso siitä ja siitä oppikirjasta tai luentomateriaalista" vaan tehtävä pitäisi ratkaista.
Tämän ketjun kohdalla ei nyt käynyt noin. Senn sijaan ad hominem-tyyliä alkoi esiintyä vastauksissa, lienevätkö sitten vain yhden vai useamman kommentoijan vastauksia.
Enpä viitsi kirjoittaa tästä aiheesta enempää. M i n ä en enää vastaa keskustelun mentyä ala-arvoiseksi.
Selvästi moniste jos toinenkin tulisi kipeästi tarpeeseen.
Ei sinun kannatakaan kirjoittaa enempää, koska kun kysymyskesi on väärin asetettu, ei siihen voida vastata.
Ainoa asia, mitä sinun pitäisi miettiä, on se, miksi kysymyksesi on väärin asetettu?
Täällä päivystävät "fyysikot" ei ole sieltä parhaasta päästä, tiettyjä
kysymyksiä on turha kysyä, he ovat monisteista riippuaisia.
Vääränlaiset vastaukset eivät röllille kelpaa kun silloin emme pelaisi hänen omaa peliään hänen itsensä keksimiään sääntöjä noudattaen. Narsuilla, palstasadisteilla ja muilla outouksilla on omat kujeensa.
Jollakulla on tosiaan ollut koko syksyn ajan ongelmia lukea vastauksia, joissa viitataan oppikirjoihin tai tutkimuksiin.
https://keskustelu.suomi24.fi/t/18704999/ristiriita-
https://keskustelu.suomi24.fi/t/18697378/aikakonedilemma
Tuossa pari viimeisintä. Aiempia mm.
https://keskustelu.suomi24.fi/t/18694692/mehupurkin-kuivuminen-astiakaapissa
https://keskustelu.suomi24.fi/t/18668663/mika-syyna-
Kun huomaatte että keskustelukumppanille (aloittaja) ei tiede-kategorian ryhmässä kelpaa tieteellinen tutkimus eikä aihetta käsittelevä oppikirja niin ei kannata jatkaa vastailemista hänelle. Tuolla henkilöllä kun on tavoitteenaan jokin muu kuin riedon hankkiminen.
Kuten huomaatte, joku näyttää saaneen pysyviä osumia lähes joka ketjussa.
Noin siinä tahtoo yleensä käydä kun tulee takki auki "opettamaan", kuinka kaikki aineet emittoivat huoneenlämpöisenä vain ir - säteilyä, niin alkaa selittelyt ja syyttelyt kun kasvot meni ja hävettää.
Ps.
En ole aloittaja.
Aloittajan kysymys oli itseasiassa aika hyvä.
En pidä häntä trollaajana, koska hän sai hyvän vastauksen joltakin, ja
vaihtoi uuteen kysymykseen.
Loppujen lopuksi vastaajien vastaukset olivat aika huonoja, jotkut aivan
sivuraiteilla aivan kuin eivät olisi ymmärtäneet kysymystä.
Aikamatkailukysymyksessä oli anonyymillä hyvä kommentti eräisiin vastauksiin, nimittäin "aikakäsite kuuluu fysiikkaan".
Joillakin fyysikoilla tuntuu olevan vaikeuksia ymmärtää käsitettä, joten
tuo, aikakäsite kuuluu fysiikkaan, on vain outo filosofinen kommentti.
Näin ei kuitenkaan ole, siitä kumpuaa ajan logiikka, kuten 2000-luvun
kuuluisin suomalainen tiedemies totesi. Kuten tiedämme logiikka on
fysiikan matematiikan perustana, sitä ei ole väheksyä.