Reacties
Theo de Klerk
op
02 januari 2020 om 17:09
Pak eens een boek over speciale relativiteitstheorie of zoek op "Tweelingparadox".
Met de lichtsnelheid kun je niet reizen. Wel langzamer. Met lichtsnelheid staat je klok stil en word je niet ouder. De buitenwereld wel. Aannemend dat de "aardeklok" 2 x 1/2 jaar voorbij tikt, dan worden die mensen 1 jaar ouder en jij 0 jaar.
Rem- en omdraaiverschijnselen (beide versnellingen!) maken dat de speciale relativiteitstheorie hier niet volledig opgaat (die veronderstelt geen versnelling).
Met de lichtsnelheid kun je niet reizen. Wel langzamer. Met lichtsnelheid staat je klok stil en word je niet ouder. De buitenwereld wel. Aannemend dat de "aardeklok" 2 x 1/2 jaar voorbij tikt, dan worden die mensen 1 jaar ouder en jij 0 jaar.
Rem- en omdraaiverschijnselen (beide versnellingen!) maken dat de speciale relativiteitstheorie hier niet volledig opgaat (die veronderstelt geen versnelling).
Michael
op
03 januari 2020 om 13:13
Heel erg bedankt voor je moeite Theo, interessante reactie.
Jos
op
05 september 2022 om 19:14
Er wordt gezegd dat je niet ouder wordt als je met de lichtsnelheid reist.
Tijd staat stil. Hoe zit het dan met de afbraak van je cellen door ouderdom? Dat is een scheikundig proces.
Tijd staat stil. Hoe zit het dan met de afbraak van je cellen door ouderdom? Dat is een scheikundig proces.
Theo de Klerk
op
05 september 2022 om 19:42
Alles staat stil. Alsof je "suspended"/bevroren bent. Je ademt niet, je eet niet, je ziet niets, je hoort niets, je cellen doen ook niks. Tijd staat stil betekent letterlijk dat: er is geen enkele beweging (want dit vereist een tijdsinterval), geen hartslag, geen chemische reactie, niks.
Een film waarin jij een stilstaand beeldje bent want de film staat op "pauze".
Een film waarin jij een stilstaand beeldje bent want de film staat op "pauze".
Jos
op
05 september 2022 om 20:39
Dank voor je reactie, je opmerking over tijdsinterval maakte het duidelijk.
Jaap
op
05 september 2022 om 23:08
Dag Jos,
• Je vraagt: 'Hoe zit het dan met de afbraak van je cellen door ouderdom [als je reist met de lichtsnelheid]?'
Letterlijk opgevat, kan ik je vraag niet beantwoorden. Volgens de relativiteitstheorie kan materie namelijk niet bewegen met de 'lichtsnelheid in vacuüm'. Dat geldt voor je lichaam, je cellen, voor een fysieke klok en meetlat. Wel kunnen we met de 'speciale relativiteitstheorie' nagaan hoe het zit als je de lichtsnelheid benadert.
• We doen een gedachte-experiment. Je vriendin Anna blijft in rust op aarde bij de plaats x=0 van haar inertiaalstelsel S. (Een inertiaalstelsel is een coördinatenstelsel waarin geen enkel punt een versnelling ondergaat. In de speciale relativiteitstheorie zijn we dol op zulke stelsels.)
• Naast Anna, bij x=0, zet je je horloge gelijk met haar klok: twee betrouwbare uurwerken. De tijd op Anna's klok noemen we t. De tijd op je horloge heet τ, de Griekse letter tau.
Met je raket ga je op reis vanaf x=0 op aarde. Je vertrekt op t=τ=nul. Je laat je raket steeds sneller gaan. De raket maakt een beweging met een versnelling van 10 m/s², gemeten in de raket. Zo lijkt het alsof je de zwaartekracht voelt, net als op aarde. Dat is nodig om je lichaamsprocessen 'normaal' te laten verlopen.
Je versnelt tot het tijdstip τ=3 jaar op je horloge. Vanaf dat moment laat je de raket remmen met een vertraging van 10 m/s² tot je op τ=6 jaar tot stilstand komt. Je keert om en maakt de terugreis op dezelfde manier. Je horloge wijst aan τ=12 jaar als je tot stilstand komt naast Anna op aarde.
• Wat blijkt: volgens Anna's klok heeft je reis ruim 44 jaar geduurd, niet 12 jaar!
Tijdens je reis ben je 12 jaar ouder geworden volgens dezelfde processen als op aarde zou gebeuren. Dat geldt ook voor de veroudering en afbraak van je cellen. Tijdens je reis is Anna ruim 44 jaar ouder geworden en zijn in haar lichaam heel wat meer cellen afgebroken dan bij jou.
• Nieuwsgierig geworden, herhaal je het gedachte-experiment met hetzelfde reisschema en dezelfde versnelling en vertraging van 10 m/s². Ditmaal duurt je reis τ=20 jaar op je horloge. Bij terugkomst op aarde zie je tot je schrik dat je reis op haar klok bijna 367 jaar heeft geduurd. Het experiment is voor Anna fataal verlopen.
• Hoe langer je raketreis duurt, hoe groter het verschil in reisduur volgens jou en Anna. Het verschil wordt extreem groot als je langer reist met bijna de lichtsnelheid. Dan begint het erop te lijken dat 'de tijd voor jou stilstaat' en voor Anna 'gewoon doorloopt'. Zo is het niet echt, want je kunt de lichtsnelheid niet bereiken, hoelang je ook versnelt.
Wat achtergrond
• Klokken die ten opzichte van elkaar bewegen, meten niet dezelfde tijdsduur tussen dezelfde twee gebeurtenissen. Dit verschijnsel heet tijdrek of tijddilatatie (Engels: time dilation). Het is vooral merkbaar als de ene klok ten opzichte van de andere beweegt met een hoge snelheid, al dan niet met een versnelling. We kunnen het genoemde verschil in reisduur exact berekenen met de 'speciale relativiteitstheorie' van Einstein.
• Tijdrek ontstaat niet doordat de ene klok langzamer loopt dan de andere. Ze werken namelijk volgens dezelfde natuurwetten. Tijdrek ontstaat niet doordat de ene klok 'langere seconden' tikt dan de andere. Er zijn geen korte of lange seconden of seconden met frambozensmaak. Er zijn alleen seconden.
Groet, Jaap
• Je vraagt: 'Hoe zit het dan met de afbraak van je cellen door ouderdom [als je reist met de lichtsnelheid]?'
Letterlijk opgevat, kan ik je vraag niet beantwoorden. Volgens de relativiteitstheorie kan materie namelijk niet bewegen met de 'lichtsnelheid in vacuüm'. Dat geldt voor je lichaam, je cellen, voor een fysieke klok en meetlat. Wel kunnen we met de 'speciale relativiteitstheorie' nagaan hoe het zit als je de lichtsnelheid benadert.
• We doen een gedachte-experiment. Je vriendin Anna blijft in rust op aarde bij de plaats x=0 van haar inertiaalstelsel S. (Een inertiaalstelsel is een coördinatenstelsel waarin geen enkel punt een versnelling ondergaat. In de speciale relativiteitstheorie zijn we dol op zulke stelsels.)
• Naast Anna, bij x=0, zet je je horloge gelijk met haar klok: twee betrouwbare uurwerken. De tijd op Anna's klok noemen we t. De tijd op je horloge heet τ, de Griekse letter tau.
Met je raket ga je op reis vanaf x=0 op aarde. Je vertrekt op t=τ=nul. Je laat je raket steeds sneller gaan. De raket maakt een beweging met een versnelling van 10 m/s², gemeten in de raket. Zo lijkt het alsof je de zwaartekracht voelt, net als op aarde. Dat is nodig om je lichaamsprocessen 'normaal' te laten verlopen.
Je versnelt tot het tijdstip τ=3 jaar op je horloge. Vanaf dat moment laat je de raket remmen met een vertraging van 10 m/s² tot je op τ=6 jaar tot stilstand komt. Je keert om en maakt de terugreis op dezelfde manier. Je horloge wijst aan τ=12 jaar als je tot stilstand komt naast Anna op aarde.
• Wat blijkt: volgens Anna's klok heeft je reis ruim 44 jaar geduurd, niet 12 jaar!
Tijdens je reis ben je 12 jaar ouder geworden volgens dezelfde processen als op aarde zou gebeuren. Dat geldt ook voor de veroudering en afbraak van je cellen. Tijdens je reis is Anna ruim 44 jaar ouder geworden en zijn in haar lichaam heel wat meer cellen afgebroken dan bij jou.
• Nieuwsgierig geworden, herhaal je het gedachte-experiment met hetzelfde reisschema en dezelfde versnelling en vertraging van 10 m/s². Ditmaal duurt je reis τ=20 jaar op je horloge. Bij terugkomst op aarde zie je tot je schrik dat je reis op haar klok bijna 367 jaar heeft geduurd. Het experiment is voor Anna fataal verlopen.
• Hoe langer je raketreis duurt, hoe groter het verschil in reisduur volgens jou en Anna. Het verschil wordt extreem groot als je langer reist met bijna de lichtsnelheid. Dan begint het erop te lijken dat 'de tijd voor jou stilstaat' en voor Anna 'gewoon doorloopt'. Zo is het niet echt, want je kunt de lichtsnelheid niet bereiken, hoelang je ook versnelt.
Wat achtergrond
• Klokken die ten opzichte van elkaar bewegen, meten niet dezelfde tijdsduur tussen dezelfde twee gebeurtenissen. Dit verschijnsel heet tijdrek of tijddilatatie (Engels: time dilation). Het is vooral merkbaar als de ene klok ten opzichte van de andere beweegt met een hoge snelheid, al dan niet met een versnelling. We kunnen het genoemde verschil in reisduur exact berekenen met de 'speciale relativiteitstheorie' van Einstein.
• Tijdrek ontstaat niet doordat de ene klok langzamer loopt dan de andere. Ze werken namelijk volgens dezelfde natuurwetten. Tijdrek ontstaat niet doordat de ene klok 'langere seconden' tikt dan de andere. Er zijn geen korte of lange seconden of seconden met frambozensmaak. Er zijn alleen seconden.
Groet, Jaap
