Aloha...
Luen tällä hetkellä Hawkingin Ajan lyhyempi historia. Siellä esitettiin esimerkkinä aika-avaruudesta seuraavanlainen esimerkki:
*Kuvitellaan että avaruudessa on erittäin pitkä raketti, jonka etupäässä ja takana on havainnoija (A) ja (B). Raketti on niin pitkä, että valolta kestää 1 sekunti saapua havaitsija A:n lähettämänä havaitsija B:lle.
Kuvitellaan, että raketti on "absoluuttisessa pysähtymistilassa". Kun havaisija A lähettää valoa B:lle, menee valolta 1 sekunti jolloin havaitsija B näkee valon. Molemmilla on samanlainen kello, ja sekunti on molemmissa kelloissa yhtäläinen.
Mutta jos raketti/kappale kiihtyy tasaisella vauhdilla, lähestulkoon valon nopeudella, havaitsija A:n lähettäessä jälleen kerran sekunnin välein valoa havaitsija B:lle, valomerkit näkyvätkin havaitsija B:lle alle sekunnin välein.
Nyt tämä esimerkki siirrettiin maapallon oloihin. Hawking kertoo, että sama ilmiö toistuisi maapallon pinnalla olevassa raketissa gravitaation vuoksi.
Nyt kysymykseni kuuluukin, miten gravitaatio vaikuttaa valon etenemisnopeuteen? Valossahan ei ole massaa, joten miksi ja miten gravitaatio nopeuttaisi valon saapumista havaitsija A:lta havaitsija B:lle alle sekunnissa?
Kirjan kappaleessa todettiin, että aika kuluu nopeammin maan päällä kuin esimerkiksi korkean vuoren huipulla.
Vastaus on varmasti ilmeinen, mutten ymmärtänyt sitä.
Luen tällä hetkellä Hawkingin Ajan lyhyempi historia. Siellä esitettiin esimerkkinä aika-avaruudesta seuraavanlainen esimerkki:
*Kuvitellaan että avaruudessa on erittäin pitkä raketti, jonka etupäässä ja takana on havainnoija (A) ja (B). Raketti on niin pitkä, että valolta kestää 1 sekunti saapua havaitsija A:n lähettämänä havaitsija B:lle.
Kuvitellaan, että raketti on "absoluuttisessa pysähtymistilassa". Kun havaisija A lähettää valoa B:lle, menee valolta 1 sekunti jolloin havaitsija B näkee valon. Molemmilla on samanlainen kello, ja sekunti on molemmissa kelloissa yhtäläinen.
Mutta jos raketti/kappale kiihtyy tasaisella vauhdilla, lähestulkoon valon nopeudella, havaitsija A:n lähettäessä jälleen kerran sekunnin välein valoa havaitsija B:lle, valomerkit näkyvätkin havaitsija B:lle alle sekunnin välein.
Nyt tämä esimerkki siirrettiin maapallon oloihin. Hawking kertoo, että sama ilmiö toistuisi maapallon pinnalla olevassa raketissa gravitaation vuoksi.
Nyt kysymykseni kuuluukin, miten gravitaatio vaikuttaa valon etenemisnopeuteen? Valossahan ei ole massaa, joten miksi ja miten gravitaatio nopeuttaisi valon saapumista havaitsija A:lta havaitsija B:lle alle sekunnissa?
Kirjan kappaleessa todettiin, että aika kuluu nopeammin maan päällä kuin esimerkiksi korkean vuoren huipulla.
Vastaus on varmasti ilmeinen, mutten ymmärtänyt sitä.
Vastaukset 6
Vanhimmat
Jospa sefu poistaisi tuon toisen viestin. Taitaa taas 24 tökkiä tänään...
Tämä on ns. ekvivalenssiperiaate, joka sanoo, että riittävän pienessä tilassa ei ole mitään keinoa erottaa toisistaan painovoimakenttä ja kiihtyvä liike. Ts, ilkeä tiedemies voi teljetä sinut ikkunattomaan laboratorioon, laukaista sen raketilla avaruuteen yhden maan painovoiman kiihtyvyydellä, ja ei ole mitään keinoa (fysikaalista koetta), jolla selvittäisit, oletko raketissa vai maan pinnalla. Tämä on ilmeistä, jos on Albert Einstein. :-)
Ja tuosta Hawkingin rakettiesimerkistä: Olkoon havaitsija A raketin etuosassa ja B raketin takaosassa. Sekä A että B lähettävät valonsäteen sekunnin välein (omaa aikaansa) toisilleen. Jos raketti liikkuu tasaisella nopeudella, valolta kestää tasan yhden sekunnin kulkea raketin poikki, ja kumpikin vastaanottaa valonsäteen kerran sekunnissa. Jos raketti kiihdyttää, tilanne muuttuu. Nyt valonsäteellä A:sta B:hen kestää vähemmän aikaa kulkea, joten B vastaanottaa valonsäteitä useammin kuin kerran sekunnissa! Samoin, kun valo kulkee B:stä A:han, sen liike kestää yli sekunnin, ja A vastaanottaa valonsäteitä harvemmin kuin kerran sekunnissa. Ainoa järkevä tulkinta on, että A ja B mittaavat aikaa eri tavalla -- A:n kello kulkee nopeammin kuin B:n. (B havaitsee A:n lähettävän valonsäteitä nopeammin kuin pitäisi, ja toisinpäin)
Eli tämä teoria koskee siis vain pientä suljettua tilaa? Käsitin, että teoria kattaa myös laajempaa kokonaisuutta kuten maapalloa, koska samaa teoriaa sovellettiin myös vuoren huipulla ja alhaalla maaperällä asuviin kaksosiin - koska vuoren huipulla aika kuluu hitaammin, tämä kaksonen vanhenee myös hitaammin.
Eli gravitaatio on yhtä kuin kiihtyvä liike. Illalla jatkuu lukeminen, tulen tänne taas huomenna esittämään hyviä kysymyksiä!
PS. Jostain syystä innostuin kovasti selvittämään universumin saloja, vaikka olen kohta seitsemän vuotta siivonnut työkseni. Ehkä olen kuin Newton joka sai omenan päähänsä, sillä erolla että olen siivooja joka sai liitutaulun sienen päähänsä ja alkoi ihmetellä miksi se putosi... =D
kiihtyvyys on kai melko tuttu. Sen sijaan gravitaatiosta ei ole teoriaa. Koejärjestelyissä
(ainakaan makromaailmassa) niiden aiheuttamat ilmiöt eivät eroa toisistaan.
Gravitaation vaikutus/ kiihtyvä liike on kuitenkin (kai?) huomioitu esim GPS- systeemissä. Gepsu näyttäisi pieleen, jos vaikutusta ei olisi kompensoitu.
Diletantin mielestä vaikutus johtuu G:n alenemasta eikä satelliittien suhteellisesta liikkeestä
Korjatkaa oi viisaammat.
Näinhän tässä kirjassakin asiaa selvennettiin. Jostain syystä sitä oli vaikea sisäistää, ehkä siksi että gravitaatio on minulle tutumpi vetovoimastaan, ei samaistettavaksi kiihtyvään liikkeeseen.
Kiitän ja kumarran.
Teoria toimii toki kaikkialla, mutta ekvivalenssiperiaate ei. Esimerkiksi maapallolla on helppoa selvittää, olemmeko gravitaatiokentässä vai kiihtyvässä liikkeessä esimerkiksi matkustamalla austraaliaan. Huomautus koskee siis vain sitä, että painovoimakenttä ei ole (fysikaalisille kappaleille) tasainen.
Tämä johtaa tulkintaan, että painovoima ei ole voima ollenkaan. Itseasiassa painovoimakentässä hiukkaset liikkuvat suorinta mahdollista reittiä, mutta massiiviset kappaleet kaareuttavat avaruutta, jolloin meistä avaruudessa elävistä otuksista näyttää siltä kuin kappaleen rata kaareutuisi. Tämä on suhteellisuusteorian juju.