meten relatieve snelheid in de ruimte
Dobbelaere stelde deze vraag op 08 november 2006 om 00:33.ik heb het volgende bedacht.
stel je schiet een lichtimpuls af in een bepaalde richting met een duur van bvb. 10^-6 sec. dan moet de lengte van de ' lichttrein ' gelijk zijn aan de c x t = 3.10^8 x 10^-6 = 300 m.
maar zal de lengte van deze lichttrein ook afhangen van de snelheid en richting waarmee je deze puls afvuurt t.o.v. deze lichttrein ?
je zou kunnen verwachten dat deze lengte ( x ) afhankelijk zal zijn van de bewegingsrichting en van de verplaatsingsnelheid van het toestel dat deze impuls afschiet en wel volgens deze formules.
verplaatsing van toestel (v ) in zelfde richting als 'lichttrein' ;
x1= ( c - v ) x t
verplaatsing toestel ( v ) is tegengesteld aan richting ' lichttrein' ;
x2 = ( c + v ) x t
indien dit zo zou zijn dan is bij afvuren vanop aarde in verschillende richtingen door de lengte van de 'lichttrein' te meten onze relatieve snelheid exact te bepalen in de ruimte.
Reacties
Hallo,
Bravo! Je hebt helemaal gelijk dat de lengte van de 'lichttrein' afhankelijk is van de snelheid waarmee je zelf gaat. Iets wat nog wat makkelijker te meten is, namelijk de golflengte van het licht, is daar ook van afhankelijk; dit heet een Doppler-verschuiving.
De relatieve snelheid ten opzichte van de aarde is hiermee inderdaad prima te bepalen (tenminste, de snelheid van de aarde af/naar de aarde toe). Andersom kan het ook; op aarde kunnen we meten hoe snel verre sterrenstelsels van ons af bewegen. Het blijkt dat hoe verder het sterrenstelsel, hoe sneller het van ons af beweegt. Hieruit kunnen we dus concluderen dat het heelal uitzet!
Groet,
Melvin
vooreerst bedankt voor de respons op mijn vraag maar laat me toe om nog iets verder te gaan.
ok, ik begrijp dat je met een Dopplermeting kunt meten in welke richting en hoe snel een ster of sterrenstelsel t.o.v. de aarde beweegt.
bvb. stel dat je een roodverschuiving waarneemt in het spectrum van een ster , de enige conclusie dat je hieruit kunt trekken is dat deze ster zich met een bepaalde snelheid t.o.v. de aarde aan het verwijderen is. Het kan evengoed zijn dat deze ster onze richting uitkomt maar dat de aarde sneller de andere richting uitgaat.
Wat ik dus bedoel is dat er een fundamenteel verschil is met mijn meting hier op aarde dmv van de lengte van de impulstrein te meten, nl. hiermee kan eigenlijk niet de relatieve maar de absolute snelheid van de aarde in de ruimte gemeten worden. Je kunt hiermee bvb zeggen dat ons zonnestelstelsel met een snelheid van meer dan of minder dan 2.2.10^5 m/sec. rond het centrum van onze melkweg draait , maar je zou ook kunnen bepalen hoe snel en in welke richting onze melkweg gaat.
Ik denk dat de gegevens van al deze snelheden tot nu toe meer bepaald zijn door ons melkwegstelsel te vergelijken met andere stelsels en gebaseerd zijn op Dopplermetingen ( die dus eerder relatief zijn )
Inderdaad zijn alle metingen gebaseerd op Doppler-metingen. Dit is simpelweg het geval omdat je niet de lengte van de 'lichttrein' weet wanneer hij is uitgezonden. Er is echter geen enkel verschil in uitkomst tussen de 'lichttrein'-aanpak of de Doppler-aanpak. Het is namelijk zo dat als een lichtpakketje met een lengte van bijvoorbeeld 12 golflengten wordt uitgezonden door de ene waarnemer en opgevangen door een andere, met een verschillende snelheid, het pakketje nog steeds 12 (kortere/langere) golflengten zal bevatten. De hele lengteschaal van het licht krimpt in/zet uit; de golflengte evenveel als de totale lengte.
Op de vraag of je hiermee de absolute snelheid van de aarde kan bepalen, moet het begrip absoluut wat beter worden gedefinieerd. Er is geen verschil in natuurkunde tussen de ene en de andere waarnemer, als de onderlinge snelheid constant is. Dit betekent dat je nooit van een absolute plaats en snelheid kan spreken. Wat je wel kan doen, en wat het beeld vaak veel makkelijker maakt, is het kiezen van een zo makkelijk mogelijk gezichtspunt. (zo stel je bijvoorbeeld de potentiele energie op de grond op 0 (maar dat hoeft niet)) Zo geldt het ook met de snelheid van de aarde. We kunnen niet de absolute snelheid bepalen, maar we weten wel dat de aarde t.o.v. het gemiddelde van de rest van de sterren met een bepaalde snelheid beweegt. Omdat het het makkelijkste is om het (zichtbare) heelal als een uitzettende bol te zien die stilstaat, kiezen we de gemiddelde snelheid van alle sterren(stelsel) op 0. Maar dat hoeft natuurlijk niet; de fysica is precies hetzelfde bij een uitzettende bol die een bepaalde kant op beweegt.
Groet,
Melvin
