1 januari 2021

Door Bewegen ontstaat tijdverschil

Polly Translate
Voiced by Amazon Polly

Ik ben hier al een tijdje mee bezig maar er is niks te vinden wat hier dieper op in gaat. Ik heb namelijk het volgende probleem gevonden. Stelling: “Als ik mij beweeg en jij staat stil blijf ik jonger, tijd verloopt langzamer voor mij.” Dit is volgens mij echter niet mogelijk. Namelijk je kan niet zeggen ik beweeg. Je beweegt je altijd ten opzichte van iets of iemand. Ik ga 100km/u is niet juist. Het is: ik ga 100km/u ten opzichte van de . Dus als ik mij beweeg in een , dan beweeg ik mij ten opzichte van alles om mij heen. Maar alles om mij heen beweegt ten opzichte van mij! Dus waar ik heen wil: in het laatste geval zou alles om mij heen juist jonger blijven dan ik zelf. En de aarde beweegt zich ten opzichte van de . Blijft de aarde dan jonger dan de zon? De zon beweegt zich ook ten opzichte van de aarde!in dat geval zou de zon jonger blijven. Graag reactie hierop.
Gr Marten


Antw.: Dat heb je heel goed opgemerkt Marten, inderdaad is het een vraagstuk van : wie beweegt nou precies ten opzichte van wie ? ( lees meer………)

We zien dat de bewegingstoestand een belangrijk rol speelt. Helaas wordt vaak het begrip “alles is relatief” uit zijn verband gerukt, en vaak buiten de natuurkunde toegepast. Maar ook binnen de natuurkunde kan dit tot grote verwarring aanleiding geven. We gaan nu, om jullie in die verwarring te brengen, de beroemde tweelingenparadox bespreken. We sturen een astronaut met een snelheid die achttiende van de bedraagt (v=0,8 c) naar de ster alpha Centauri, die op ongeveer een afstand van 4 lichtjaar staat. In de sterrenkunde zijn alle afstanden groot, en om te voorkomen dat we over de grote getallen struikelen hebben de sterrenkundigen de grootheid lichtjaar ingevoerd. Dit is de afstand die het licht in ??n jaar aflegt. Dus 300.000 km/s maal 365 (=aantal dagen in een jaar) maal 24 (=aantal uren in een dag) maal 3600 s (=aantal seconden in een uur), ofwel ongeveer 9,5 triljard kilometer (9,5 X 1012 km). Om jullie een idee te geven, de afstand van de aarde tot de zon is ca. 8,3 lichtminuten.

De tweelingbroer van de astronaut blijft achter op aarde. Gemeten op zijn klok doet de astronaut over de 4 lichtjaren slechts 5 aardse jaren. Immers het licht doet er 4 jaar over en de snelheid van de astonaut is 8/10, ofwel 4/5, van die van het licht. De astronaut doet er een factor 5/4 langer over dan het licht, dus 5 jaar. Als we even aannemen dat de astronaut meteen terugreist met dezelfde snelheid, dan doet hij er nog eens 5 aardse jaren over om terug te komen. Dus na 10 aardse jaren is de astronaut veilig terug. Maar nu hebben we een probleem. Voor de astronaut wordt zijn leeftijd bepaald door een klok die met hem meereist. Het levensritme, waarmee ademhaling, celdeling en sterfte plaatshebben is zo’n (weliswaar niet bijster nauwkeurige) klok. Omdat deze klok beweegt ten opzichte van de tweelingbroer weet ook hij dat de klok van de astronaut minder snel loopt, en wel met een factor


$1/sqrt{1-v^2/c^2}=1/sqrt{1-0,8^2}=1/sqrt{0,36}=1/0,6=5/3$.
Dus is de astronaut bij terugkomst na 10 aardse jaren slechts 3/5 X 10=6 jaren ouder geworden.

Waarom geeft dit zoveel verwarring? De foute redenering zegt dat volgens Einstein alles relatief is, de natuurwetten zijn in ieder stelsel gelijk. Dus kunnen we ook doen alsof de astronaut op zijn plaats blijft en de tweelingbroer over 4 lichtjaren heen en weer reist, en dus jonger terug zou moeten komen. Maar hij kan niet ?n jonger ?n ouder zijn. Maar laten we even iets preciezer zijn. Het is niet zo dat we bij de omkering van de rol van astronaut en tweelingbroer de laatste over 4 lichtjaren heen en weer sturen, nee we moeten met hem de hele aarde, ja zelfs het hele zonnestelsel, de melkweg, het hele heelal over 4 lichtjaar heen en weer sturen. En geloof me, er is geen raket in het universum die zoveel stuwkracht kan geven dat we dit allemaal voor elkaar krijgen. Door de versnelling en de vertraging die nodig zijn om de astronaut zijn snelheid te geven, kan men niet de rol van astronaut en tweelingbroer verwisselen. Het zijn zowel de versnellingen als de vertragingen die in feite de astronaut zijn verjonging opleveren. Hardlopers zijn in dit geval dus geen doodlopers!

Men heeft deze verjongingskeur echt kunnen meten, door met gevoelige atoomklokken een vliegreis te . Ook in de grote deeltjesversnellers, waar electrisch geladen deeltjes met snelheden dicht bij die van het licht worden rondgestuurd, en waar dus het effect van de tijdsdilatatie erg groot is, heeft men het effect ondubbelzinnig aangetoond. Het is zelfs zo dat de deeltjesversnellers niet eens kunnen werken zonder hiermee rekening te houden. In ons voorbeeld hoort de snelheid van 0,8 c natuurlijk nog lang niet tot de mogelijkheden van de aardse ruimtevaart (maar wel van de deeltjesfysica). Echter, met de populaire serie Star Trek is het tegenwoordig wat minder moeilijk een voorstelling te maken van wat het betekent om met zulke grote snelheden te reizen.


Meer hierover op de zoekoptie hier op deze site.


of : https://natuurwetenschappen.nl/modules.php?name=News&file=article&sid=662