Beste Dries,

Het idee van zwaartekracht is ooit bedacht door Newton. Hij zag dat massa's een aantrekkende kracht op elkaar uitoefenen. Waar die kracht vandaan komt kon hij niet uitleggen.

Helemaal uitleggen kunnen we dat nog steeds niet, maar Einstein heeft wel een andere manier ontwikkeld om er naar te kijken. Hij stelde namelijk dat iedere massa de ruimte 'kromt'.

Dit kan je als volgt voorstellen. Stel de ruimte eens voor als een groot rubber vel (dat is het natuurlijk niet, maar dat maakt het makkelijker om uit te leggen). Alles wat door de ruimte beweegt, rolt dus over dit vel. Op dit vel liggen de sterren en planeten. Door hun gewicht maken ze kuilen in het vel. Als ik nu eens ga kijken naar de Zon en ik probeer een kleine knikker een rechte baan langs de zon te laten volgen, dan zal mij dit niet lukken. De knikker komt tenslotte in die kuil terecht. Hierdoor zal de baan van de knikker afbuigen.

Dit geldt ook voor massaloze deeltjes, zoals fotonen. Ook die bewegen over het rubber vel en moeten dus door de kuil heen. Als je er op deze manier kijkt dan is zwaartekracht dus niet meer zozeer een kracht die actief aan een foton trekt. Het foton wordt niet van de weg af getrokken, de weg is gewoon krom!

(http://davidjarvis.ca/dave/gallery/lg/gravitational-lens-02.jpg , bewerkt)

Ik moet wel even waarschuwen dat dit maar een analogie is. We leven tenslotte niet op een rubber vel, maar in een ruimte in drie dimensies. Hoe je je gekromde ruimte moet voorstellen blijft lastig, zo niet onmogelijk. De plaatjes kunnen je misschien een beetje helpen.

Bedankt Onne,

Mijn vader had er een ander antwoord op, iets in de zin van dat fotonen zuivere energie zijn en dat ze daarom wel aangetrokken kunnen worden e.d.

Nu weet ik wel niet meer goed wat te geloven, maar als het met Einsteins theorieën moet verklaard worden denk ik dat het gewoon wat te hoog gegrepen is voor mij :)

Dries

L.S.,

Door de afbuiging lijkt het traject dat het licht aflegt langer te worden.
Indien dat zo is, wat zijn de gevolgen daarvan voor dat licht m.b.t. de energie, of de snelheid?

Met vriendelijke groet,

Heleen Berkhemer

Afbuiging blijkt altijd de kortste weg te zijn. De snelheid van licht in allerhand media is ook anders dan in vacuum. 

De energie verandert niet: een lichtdeeltje heeft E = hf aan energie en dat behoudt hij. De snelheid in media verandert wel en daarmee ook de golflengte (omdat c = fλ)

De context van de vragen van Heleen (2020) en Dries (2009) is de invloed van massa op licht.
Theo noteert: 'De energie verandert niet: een lichtdeeltje heeft E=hf aan energie en dat behoudt hij.'
Onjuist is in deze context 'De energie verandert niet'.

Licht dat nabij een massa wordt uitgezonden, wordt op grote afstand van de massa met een zogenoemde 'gravitationele roodverschuiving' waargenomen door een waarnemer in rust. De waargenomen frequentie is kleiner dan de uitgezonden frequentie. Een verlaging van de frequentie betekent een vermindering van de energie E=h⋅f van een foton.

Gravitationele roodverschuiving kwam Einstein in 1907 voor de geest, 10 jaar voordat hij zijn algemene relativiteitstheorie afrondde. Waarneming van de gravitationele roodverschuiving is een van de vier 'klassieke tests' van de algemene relativiteitstheorie. De eerste overtuigende waarneming was astronomisch, aan het licht van een witte dwerg-ster in 1954. Vanaf 1959 is het effect ook in aardse omstandigheden aangetoond.