In het verlengde van discussies over de relativiteitsvraagstukken en de snelheid van elektromagnetische straling c.q. fotonen zijn er enerzijds keiharde antwoorden van mensen die menen de werkelijkheid inhoudelijk te begrijpen en anderzijds zijn suggesties over c.q. antwoorden op technische zaken die op basis van onkunde zijn opgesteld. Vaak worden situaties voorgesteld (welke niet realiseerbaar zijn) om bepaalde conclusies uit de wetenschap te verklaren: treinen welke met de lichtsnelheid zouden bewegen en dergelijke. De recentelijke discussies over "2x de lichtsnelheid" hebben weer veel stof doen opwaaien zonder dat er iets bewezen is. Bepaalde argumenten over het meten van de snelheid van een object in "lege" ruimte deed me denken aan enige argumenten welke Ernst Mach hanteerde om zijn gedachten over massatraagheid gestalte te geven. Zie o.a. voor een algemene indruk over Mach:
http://www.aloco.nl/cultuur/wenen/wetenschap_mach.htm
Mach’s denken ging min of meer als volgt(mijn verhaal): stel je voor om bijvoorbeeld een bol in "lege" ruimte te bedenken. . . ."leeg" voor Mach betekende destijds dat er geen andere massa buiten de massa van de bol zou zijn. We nemen even aan dat er in dat model ook geen stralingsenergie in de ruimte bestaat. Ook stellen we dat er geen "nulpunt energie" in die machruimte bestaat.. . .de naam machruimte is even bedacht voor dit verhaal. Voorts hanteerde Mach aanvankelijk de klassieke mechanica van Newton waarmee massatraagheid gedefinieerd werd door F=d(mv)/dt met het inzicht dat F en v vectoren zijn waaruit de eenvoudige F=ma relatie is af te leiden.
Mach vroeg zich af of je voor de bol zou kunnen detecteren of deze draaide of niet. Vanuit de lege ruimte kan je geen meting uitvoeren. . .er is daar immers niets en niemand om de bol te aanschouwen! Het probleem dat zich voordoet is het bedenken van een manier om vanuit een positie en conditie van de bol zelf te meten of voor de bol in deze machruimte het concept draaien betekenis zou hebben.
De meetopstelling op de bol moet je even als onderdeel van de bol zelf beschouwen: ik stel eenvoudigweg dat de bol een bolvormig wezen is dat zichzelf kan analyseren en zichzelf kan voelen. Laten we Bolletje het woord geven:
"Draai ik of draai ik niet?. . . Ik zie geen sterren of welk ander referentiekader dan ook buiten mijzelf. OK, we hebben de wet F=ma. . . ik verlies geen massa, dus d(m)/dt*v=0. Als ik zou draaien zou ik gestresst zijn: mijn massadeeltjes aan mijn oppervlak zouden op de “evenaar” naar binnen getrokken moeten worden vanwege de centripetale krachten:
dF=dm*Ω2*R
voor een deeltje dm op de evenaar. Dus als ik deze centripetale krachten dF aan mijn evenaar “voel” weet ik dat ik, Bolletje, draai met rotatiesnelheid Ω. Punt uit.. . . .
Oh jeetje, dat klopt niet!
De snelheid Ω kan ik alleen maar definiëren vanuit een extern referentiekader. Het idee dat ik heb over draaien klopt niet: het heeft volstrekt geen betekenis. Hoe komt het dan dat ik me gestrest voel? Waarom moet ik aan bepaalde deeltjes op afstand R van mijn center naar binnen toe trekken en aan andere deeltjes aan mijn oppervlak niet ?”
De conclusie van Bolletje. . .een slimme kerel. . . is uiteraard dat er een geheimzinnig extern statisch krachtveld bestaat welke op een of andere manier aan sommige deeltjes van Bolletje radiaal naar buiten trekt in overeenstemming met wat wij heden-ten-dage een centriugaal krachtveld zouden noemen voor draaiende bollen. Dit zou voor Bolletje een verklaring zijn voor de naar-binnen-toe gerichte krachten welke hij moet opwekken om zijn lichaam bij elkaar te houden. Voor Bolletje is het externe statische krachtveld een geometrisch fenomeen zonder enige gedachte aan een dynamisch effect dat wij als resultaat van een draaiing zien via de kracht
F=m*Ω2*R
Bolletje snapt niets van deze magische formule en construeert eenvoudigweg een complexe xyz-polynominaalvergelijking voor de krachten welke hij voelt en kan meten.
Je raad het wel: er ontstaan meerdere wiskundige oplossingen voor de situatie:
1) De xyz-vergelijking geldt alleen in de ruimte van Bolletje zelf;
2) De xyz-vergelijking geldt ook in de lege ruimte welke Bolletje buiten zichzelf verondersteld.
Het is duidelijk dat dergelijke modellen allerlei dilemma’s opwekken:
Als je het model terugvoert naar onze realiteit en de veronderstelling dat draaien betekenis heeft aanhoudt zouden er voor Bolletje twee modellen moeten zijn:
A. Een geometrisch model zonder radiale stress
B. Een geometrisch model met radiale stress
Voor Bolletje is dit een dilemma: hij kan het draaien niet waarnemen maar toch ziet hij twee statische stresscondities zonder dat er een bron van deze condities te identificeren is: Voor Bolletje resulteert het in een wereldbeeld waar aanvankelijk voor hem niets van klopt: “Ik heb geen massa omdat ik op geen enkele manier kan meten dat ik massa zou hebben. Mijn veronderstelling dat ik massa had is onjuist: ik concludeer dus dat massa niet bestaat!”
Dit forceert Bolletje om verder te denken:
“ Ik ben niet alleen! Er zijn in de ruimte donkere bolletjes welke ik niet kan zien en deze veroorzaken een interactie met mij zodat zij op een bepaalde manier aan mijn lijf trekken. Ik kan nu een antwoord bedenken om mijn dilemma op te lossen: als de donkere bolletjes om-mij-heen bewegen met snelheid Ω veroorzaken zij een kracht welke mijn lichaam uit elkaar tracht te trekken. Ik moet dus mijn lichaamsdelen naar binnen toe trekken om ze bij elkaar te houden. Als de donkere bolletjes echter stil staan voel ik die kracht niet. . .maar stel dat IK ga draaien . . . hoe zie ik dan een verschil tussen de conditie dat ik stil sta en de bolletjes om mij heen draaien en andersom?
Ik wordt er niet goed van
het moet betekenen dat de bolletjes die om mij heen draaien niet alleen het begrip rotatie definiëren maar ook dat rotatie puur relatief is. Verder, het begrip “massa van mijn lichaam” kan alleen betekenis krijgen als er andere massa buiten mijzelf bestaan!”
Dit is in een notendopje een deel van de ontwikkelingen welke tot de algemene relativiteitstheorie hebben geleid. De gedachten/theorieën van o.a. Mach hebben bijvoorbeeld geleid tot het idee dat als je twee massa’s hebt waarvan er aanvankelijk een draait en de andere niet . . .ten opzichte van de “vaste” sterren. . .dat er een sleepeffect optreedt: de stilstaande massa gaat over tijd meedraaien. . . kennelijk niet alleen als een omloopbaan om de draaiende massa maar het verkrijgt ook een eigen rotatie ten opzichte van de vaste sterren. Het een en ander blijkt ook uit de algemene relativiteitstheorie van Einstein te volgen maar het effect is zo klein dat op laboratoriaschaal dit effect kennelijk nog niet aangetoond is(dacht ik). Wel is het duidelijk dat de precessie van de planeet Mercurius o.a. door dit sleepeffect veroorzaakt wordt.
In sluiting merk ik op dat er een groot verschil is tussen gedachte-experimenten voor het ontwikkelen van theorieën en wiskundige uitbeeldingen van een theorie op zaken welke niet kunnen worden gerealiseerd. Voorts merk ik op dat metingen van wat er om ons heen gebeurd niet zonder de effecten/inbreng van de totaliteit van de omgeving geïnterpreteerd mogen worden: het gevaar bestaat dat de effecten van de omgeving te gemakkelijk worden genegeerd alsof de “buitenwereld” niet bestaat.
Ik refereer naar de extrapolaties welke al te vaak worden uitgevoerd om de SRT zogenaamd te bewijzen voor situaties welke niet te realiseren zijn: een ruimteschip op een ruimtereis in de “lege” ruimte is niet te vergelijken met het gedag van elementaire deeltjes welke in zeer complexe omgevingscondities waargenomen worden. Het is derhalve niet terecht dat bijvoorbeeld de SRT relaties welke voor het bouwen van deeltjes versnellers gebruikt worden te gebruiken voor een trein welke met 0,99c langs een perron beweegt: de treinvoorbeelden lijken in de verste verte niet op deeltjes in een deeltjesversneller. Ook is het niet terecht om het gedrag van pi-meons welke door de atmosfeer razen te gebruiken om te bewijzen dat klokken in een bewegend ruimteschip of op een bewegende trein langzamer zouden lopen: het bewegingsproces van een trein en een pi-meson zijn niet te vergelijken en je kunt uit het gedrag van pi-mesons slechts een formulering opmaken welke voor pi-mesons geldt. Het zelfde kan gezegd worden voor klokken in vliegtuigen: de meetresultaten gelden slechts voor die klokken op de vliegtuigen.
De complexiteit van de werkelijkheid sluit uit dat je met een simplistische voorstelling van zaken iets kan bewijzen. Het voorbeeld van de Mach gedachte-experimenten zijn zeer krachtig geweest om de complexiteit van de werkelijkheid gedeeltelijk te ontrafelen maar je kan met terugwerkende kracht niet bewijzen dat een Bolletje in een “lege” ruimte geen massa zou hebben of dat het niet zou kunnen draaien. Als je dit soort modellen gaat gebruiken om een andere theorie te bewijzen loop je direct tegen een “muur” aan:
Een bolletje in een “lege” ruimte is bij definitie problematisch. Het zou betekenen dat het bolletje een universum zou zijn(alles wat bestaat): alleen binnen de grenzen van dat universum kan je metingen verrichten en proberen conclusies trekken van hoe zaken verlopen. Je moet zelfs stellen dat buiten het bolletje zelf er geen ruimte is. Dat universum zou met een simplistische Bolletjestheorie niet kunnen draaien en geen massa hebben. Een vergelijking met het universum waarin wij bestaan kan je niet maken: we redeneren dat ons universum wel massa heeft op basis van de definitie van massa voor sterren en deeltjes . . .of ons begrip van massa goed genoeg is of niet voor alle denkbare vraagstukken doet even niet ter zake. . . .de optelsom voor massa van het universum vanuit het massabegrip voor deeltjes is dat ons universum wel massa heeft. Het argument dat zonder referentiekader het begrip draaien geen betekenis heeft blijft bestaan. Hieruit zou je moeten concluderen:
* Indien het Universum een “platte” vorm zou hebben dat deze vorm niet ontstaan zou zijn door een draaiing maar dat het vanuit een interne oorzaak plat zou zijn;
* Dat buiten de grens van het Universum (alles wat er is) er geen ruimte is.
Dit laatste lijkt in tegenstrijd te zijn met de opvatting dat de ruimte op grote schaal plat is en slechts lokaal gekromd is door massa’s. In een platte ruimte zou de universele wet van de zwaartekracht geen begrenzing hebben van uit een massa center berekend. Dit zou inhouden dat het universum onbegrensd is . . .overal waar de zwaartekracht kan reiken is er iets. . .
Van het een komt het ander.
http://www.aloco.nl/cultuur/wenen/wetenschap_mach.htm
Mach’s denken ging min of meer als volgt(mijn verhaal): stel je voor om bijvoorbeeld een bol in "lege" ruimte te bedenken. . . ."leeg" voor Mach betekende destijds dat er geen andere massa buiten de massa van de bol zou zijn. We nemen even aan dat er in dat model ook geen stralingsenergie in de ruimte bestaat. Ook stellen we dat er geen "nulpunt energie" in die machruimte bestaat.. . .de naam machruimte is even bedacht voor dit verhaal. Voorts hanteerde Mach aanvankelijk de klassieke mechanica van Newton waarmee massatraagheid gedefinieerd werd door F=d(mv)/dt met het inzicht dat F en v vectoren zijn waaruit de eenvoudige F=ma relatie is af te leiden.
Mach vroeg zich af of je voor de bol zou kunnen detecteren of deze draaide of niet. Vanuit de lege ruimte kan je geen meting uitvoeren. . .er is daar immers niets en niemand om de bol te aanschouwen! Het probleem dat zich voordoet is het bedenken van een manier om vanuit een positie en conditie van de bol zelf te meten of voor de bol in deze machruimte het concept draaien betekenis zou hebben.
De meetopstelling op de bol moet je even als onderdeel van de bol zelf beschouwen: ik stel eenvoudigweg dat de bol een bolvormig wezen is dat zichzelf kan analyseren en zichzelf kan voelen. Laten we Bolletje het woord geven:
"Draai ik of draai ik niet?. . . Ik zie geen sterren of welk ander referentiekader dan ook buiten mijzelf. OK, we hebben de wet F=ma. . . ik verlies geen massa, dus d(m)/dt*v=0. Als ik zou draaien zou ik gestresst zijn: mijn massadeeltjes aan mijn oppervlak zouden op de “evenaar” naar binnen getrokken moeten worden vanwege de centripetale krachten:
dF=dm*Ω2*R
voor een deeltje dm op de evenaar. Dus als ik deze centripetale krachten dF aan mijn evenaar “voel” weet ik dat ik, Bolletje, draai met rotatiesnelheid Ω. Punt uit.. . . .
Oh jeetje, dat klopt niet!
De snelheid Ω kan ik alleen maar definiëren vanuit een extern referentiekader. Het idee dat ik heb over draaien klopt niet: het heeft volstrekt geen betekenis. Hoe komt het dan dat ik me gestrest voel? Waarom moet ik aan bepaalde deeltjes op afstand R van mijn center naar binnen toe trekken en aan andere deeltjes aan mijn oppervlak niet ?”
De conclusie van Bolletje. . .een slimme kerel. . . is uiteraard dat er een geheimzinnig extern statisch krachtveld bestaat welke op een of andere manier aan sommige deeltjes van Bolletje radiaal naar buiten trekt in overeenstemming met wat wij heden-ten-dage een centriugaal krachtveld zouden noemen voor draaiende bollen. Dit zou voor Bolletje een verklaring zijn voor de naar-binnen-toe gerichte krachten welke hij moet opwekken om zijn lichaam bij elkaar te houden. Voor Bolletje is het externe statische krachtveld een geometrisch fenomeen zonder enige gedachte aan een dynamisch effect dat wij als resultaat van een draaiing zien via de kracht
F=m*Ω2*R
Bolletje snapt niets van deze magische formule en construeert eenvoudigweg een complexe xyz-polynominaalvergelijking voor de krachten welke hij voelt en kan meten.
Je raad het wel: er ontstaan meerdere wiskundige oplossingen voor de situatie:
1) De xyz-vergelijking geldt alleen in de ruimte van Bolletje zelf;
2) De xyz-vergelijking geldt ook in de lege ruimte welke Bolletje buiten zichzelf verondersteld.
Het is duidelijk dat dergelijke modellen allerlei dilemma’s opwekken:
Als je het model terugvoert naar onze realiteit en de veronderstelling dat draaien betekenis heeft aanhoudt zouden er voor Bolletje twee modellen moeten zijn:
A. Een geometrisch model zonder radiale stress
B. Een geometrisch model met radiale stress
Voor Bolletje is dit een dilemma: hij kan het draaien niet waarnemen maar toch ziet hij twee statische stresscondities zonder dat er een bron van deze condities te identificeren is: Voor Bolletje resulteert het in een wereldbeeld waar aanvankelijk voor hem niets van klopt: “Ik heb geen massa omdat ik op geen enkele manier kan meten dat ik massa zou hebben. Mijn veronderstelling dat ik massa had is onjuist: ik concludeer dus dat massa niet bestaat!”
Dit forceert Bolletje om verder te denken:
“ Ik ben niet alleen! Er zijn in de ruimte donkere bolletjes welke ik niet kan zien en deze veroorzaken een interactie met mij zodat zij op een bepaalde manier aan mijn lijf trekken. Ik kan nu een antwoord bedenken om mijn dilemma op te lossen: als de donkere bolletjes om-mij-heen bewegen met snelheid Ω veroorzaken zij een kracht welke mijn lichaam uit elkaar tracht te trekken. Ik moet dus mijn lichaamsdelen naar binnen toe trekken om ze bij elkaar te houden. Als de donkere bolletjes echter stil staan voel ik die kracht niet. . .maar stel dat IK ga draaien . . . hoe zie ik dan een verschil tussen de conditie dat ik stil sta en de bolletjes om mij heen draaien en andersom?
Ik wordt er niet goed van
het moet betekenen dat de bolletjes die om mij heen draaien niet alleen het begrip rotatie definiëren maar ook dat rotatie puur relatief is. Verder, het begrip “massa van mijn lichaam” kan alleen betekenis krijgen als er andere massa buiten mijzelf bestaan!”
Dit is in een notendopje een deel van de ontwikkelingen welke tot de algemene relativiteitstheorie hebben geleid. De gedachten/theorieën van o.a. Mach hebben bijvoorbeeld geleid tot het idee dat als je twee massa’s hebt waarvan er aanvankelijk een draait en de andere niet . . .ten opzichte van de “vaste” sterren. . .dat er een sleepeffect optreedt: de stilstaande massa gaat over tijd meedraaien. . . kennelijk niet alleen als een omloopbaan om de draaiende massa maar het verkrijgt ook een eigen rotatie ten opzichte van de vaste sterren. Het een en ander blijkt ook uit de algemene relativiteitstheorie van Einstein te volgen maar het effect is zo klein dat op laboratoriaschaal dit effect kennelijk nog niet aangetoond is(dacht ik). Wel is het duidelijk dat de precessie van de planeet Mercurius o.a. door dit sleepeffect veroorzaakt wordt.
In sluiting merk ik op dat er een groot verschil is tussen gedachte-experimenten voor het ontwikkelen van theorieën en wiskundige uitbeeldingen van een theorie op zaken welke niet kunnen worden gerealiseerd. Voorts merk ik op dat metingen van wat er om ons heen gebeurd niet zonder de effecten/inbreng van de totaliteit van de omgeving geïnterpreteerd mogen worden: het gevaar bestaat dat de effecten van de omgeving te gemakkelijk worden genegeerd alsof de “buitenwereld” niet bestaat.
Ik refereer naar de extrapolaties welke al te vaak worden uitgevoerd om de SRT zogenaamd te bewijzen voor situaties welke niet te realiseren zijn: een ruimteschip op een ruimtereis in de “lege” ruimte is niet te vergelijken met het gedag van elementaire deeltjes welke in zeer complexe omgevingscondities waargenomen worden. Het is derhalve niet terecht dat bijvoorbeeld de SRT relaties welke voor het bouwen van deeltjes versnellers gebruikt worden te gebruiken voor een trein welke met 0,99c langs een perron beweegt: de treinvoorbeelden lijken in de verste verte niet op deeltjes in een deeltjesversneller. Ook is het niet terecht om het gedrag van pi-meons welke door de atmosfeer razen te gebruiken om te bewijzen dat klokken in een bewegend ruimteschip of op een bewegende trein langzamer zouden lopen: het bewegingsproces van een trein en een pi-meson zijn niet te vergelijken en je kunt uit het gedrag van pi-mesons slechts een formulering opmaken welke voor pi-mesons geldt. Het zelfde kan gezegd worden voor klokken in vliegtuigen: de meetresultaten gelden slechts voor die klokken op de vliegtuigen.
De complexiteit van de werkelijkheid sluit uit dat je met een simplistische voorstelling van zaken iets kan bewijzen. Het voorbeeld van de Mach gedachte-experimenten zijn zeer krachtig geweest om de complexiteit van de werkelijkheid gedeeltelijk te ontrafelen maar je kan met terugwerkende kracht niet bewijzen dat een Bolletje in een “lege” ruimte geen massa zou hebben of dat het niet zou kunnen draaien. Als je dit soort modellen gaat gebruiken om een andere theorie te bewijzen loop je direct tegen een “muur” aan:
Een bolletje in een “lege” ruimte is bij definitie problematisch. Het zou betekenen dat het bolletje een universum zou zijn(alles wat bestaat): alleen binnen de grenzen van dat universum kan je metingen verrichten en proberen conclusies trekken van hoe zaken verlopen. Je moet zelfs stellen dat buiten het bolletje zelf er geen ruimte is. Dat universum zou met een simplistische Bolletjestheorie niet kunnen draaien en geen massa hebben. Een vergelijking met het universum waarin wij bestaan kan je niet maken: we redeneren dat ons universum wel massa heeft op basis van de definitie van massa voor sterren en deeltjes . . .of ons begrip van massa goed genoeg is of niet voor alle denkbare vraagstukken doet even niet ter zake. . . .de optelsom voor massa van het universum vanuit het massabegrip voor deeltjes is dat ons universum wel massa heeft. Het argument dat zonder referentiekader het begrip draaien geen betekenis heeft blijft bestaan. Hieruit zou je moeten concluderen:
* Indien het Universum een “platte” vorm zou hebben dat deze vorm niet ontstaan zou zijn door een draaiing maar dat het vanuit een interne oorzaak plat zou zijn;
* Dat buiten de grens van het Universum (alles wat er is) er geen ruimte is.
Dit laatste lijkt in tegenstrijd te zijn met de opvatting dat de ruimte op grote schaal plat is en slechts lokaal gekromd is door massa’s. In een platte ruimte zou de universele wet van de zwaartekracht geen begrenzing hebben van uit een massa center berekend. Dit zou inhouden dat het universum onbegrensd is . . .overal waar de zwaartekracht kan reiken is er iets. . .
Van het een komt het ander.
[ Voor 6% gewijzigd door Verwijderd op 24-05-2005 23:51 ]