Azt hogy "Nem lepődnék meg, ha nem tudnál konkrét választ adni." azért írtam vrobee-nak, mert tudom, hogy a klasszikus müon-kísérletet soha senki nem végezte el.
Itt arról van szó, hogy a Föld légkörébe érkező kozmikus sugarak a levegő molekulákkal ütközve müonokat hoznak létre. Ezek a müonok nyugalmi állapotban kb. 2 mikroszekundum alatt bomlanak el. Ha feltételezzük, hogy közel fénysebességgel haladnak, akkor kb 600 m-t tudnának megtenni. Ennek ellenére egyes müonok mégis elérik a Föld felszínét. Hogyan lehetséges ez? A spec. relativitáselmélet szerint, a müon órája lelassul, ezért akár 10 km utat is megtehet, ezért jut el a Föld felszínéig.
Ezt a kísérletet egy konkrét müonra nem lehet elvégezni, mert a Föld felszínén észlelt müonról nem tudja senki, hogy milyen magasságban keletkezett, vagyis a valóságos befutott út ismeretlen. Ha például 500m magasságban keletkezett a müon, akkor simán eljuthat a Föld felszínére, mindenféle relatimisztika nélkül is.
A másik probléma: ennél a "kísérletnél" elfelejtik megemlíteni, hogy a 2 mikroszekundumos bomlási idő az egy átlagos érték, amelytől az egyes müonok bomlási ideje nagyban eltérhet. Így azok a müonok is eljuthatnak a Föld felszínéig amelyek 1000m magasságban keletkeztek, de az átlagtól hosszabb volt a bomlási idejük.
Valójában ez a müon história azon alapul, hogy végeztek egy statisztikai becslést, arra vonatkozóan, hogy hány müonnak kellene elérni a Föld felszínét. Ezt összehasonlították a mérési eredményekkel, és azt találták, hogy több müon érkezik, mint a becsült érték.
A megoldás az, hogy rossz volt a becslés.
Tehát valódi kísérlet nem volt. Ugyanaz az eset, mint Einstein híres vonatkísérletével. Azt sem végezte el vonaton soha senki, de nagyon sok könyv úgy hivatkozik rá, mintha ez valóban elvégzett kísérlet lett volna. És még mélyreható következtetéseket is levonnak belőle.
Tetszett a lehengerlő előadásod a részecskegyorsítókról. Sajnos nem ismerem a témát annyira, hogy hozzá tudnék szólni. A müonok esetét azonban elég jól ismerem, ezért lenne egy kérdésem:
A megnövekedett bomlási időt úgy számolták ki, hogy a megnövekedett (?) utat elosztották a müon sebességével. Idő=út / sebesség. Eddig tiszta a dolog. A kérdésem az lenne, hogy hogyan mérték meg a müon által megtett utat, és a müon sebességét? Ki és mikor végezte ezt a mérést?
Nem lepődnék meg, ha nem tudnál konkrét választ adni.
A relativitáshívők azok, akik jobban hisznek benne, mint amennyire értik. Ezzel kapcsolatban Jánossy Lajos Heinét idézi:
Ha azt nem hisszuk el, feltehetjuk, hogy a szaguldo muonnak VALOBAN megno az elettartama. Rosszul fogalmaztam... a foldi szemlelo szamara termeszetesen a muon elettartama valoban megno, hiszen le lehet merni, ez vitan felul all. A kerdes az, hogyha mi egyutt repulnenk a muonokkal, mit tudnank elmondani. Szerinted mit?
"A keplet biztosan nem rossz, hiszen mukodik. ... teljes nyugalommal lehet vele szamolni, es biztosak lehetunk benne, hogy az eredmeny pontos lesz. "
Tudnál erre valami konkrét bizonyítékot is mondani? Mármint nem matematikai levezetést.
A reszecskegyorsitos pelda ide is jo. Kicsit meselek errol, hogy vilagos legyen, ez nem pusztan elmelet.
A gyorsitokat azert epitik, hogy a fizikai kolcsonhatasokrol, az anyag komponenseirol minel tobbet megtudjunk. Ezeket ugy celszeru vizsgalni, hogy kis helyre koncentralunk nagy energiat. Ezert utkoztetnek nagy energiaju reszecskeket.
Egy mai gyorsito altalaban ugy nez ki, hogy van egy korbe hajlitott cso, amiben toltott reszecskek (elektronok, pozitronok, protonok, vagy eppen aranyatommagok) keringenek. Van, hogy egy iranyba, es ha mar eleg nagy az energiajuk, egy fix celtargyba kuldik oket (fixtargetes kiserlet). Es van, hogy ket ellentetes iranybol jovo reszecskenyalab utkozik (utkozteto).
A technikai reszletektol eltekintve a gyorsitas menete: Kezdetben valamekkora sebesseggel belonek a gyurube egy (vagy tobb) "csomagot" (azaz sok, kis helyre koncentralt elektront, vagy mas reszecsket). A gyorsitashoz (igy hivjuk azt a folyamatot, aminek soran az elektronok energiaja emelkedik) un. gyorsitouregeket v. kavitaciokat hasznalnak, de legegyszerubb ezt ugy elkepzelni, mint lukas kozepu femlapok sorozatat, amelyeken a toltest periodikusan valtoztatjuk olyan modon, hogy a reszecskek elott levok vonzzak, a mogotte levok taszitsak oket. A korpalyan tartashoz olyan elektromagneseket hasznalnak, amik a mozgas, amik a palyara meroleges erot fejtenek ki (ld. Lorenz-ero).
Hol a bizonyitek?
1. A kavitaciokon a toltest ugye a sebesseg fuggvenyeben kell valtoztatgatni, ha gyorsabban mennek az elektron, akkor szaporabban. Ha nem talalod el a frekvenciat, az elektron energiaja nem no tovabb. a) A gyorsitoknal tapasztalat, hogy a frekvenciat egyre lassabban, majd a vegen egyaltalan nem kell valtoztatni. b) A reszecskek energiaja ezzel szemben tovabb novekszik, ezt az utkozesekbol tudjuk. Hogy teljesulhet a) es b) egyszerre?
2. a) A klasszikus kepletekkel szamolva a korpalyan tartashoz allando erossegu magneses ter szukseges. (Igy mukodnek a kisenergias ciklotronok) b) Tapasztalat volt, hogy nagyobb energiat elerve viszont a korpalya sugara elkezdett novekedni, es ezt csak ugy lehetett megallitani, hogy a magneses teret a gyorsitas folyaman emeltek (un. szinkrotron), meghozza egy olyan keplet szerint, ami a relativitaselmeletbol kijon./A modern gyorsitoknal a nyalabvezetek atmeroje par cm, hossza meg 10km-ekben merheto. Tehat eleg pontosan ismerjuk a korpalya sugarat/ Erre mi lehet a magyarazat?
3. Maga a kvantumelektrodinamika (a standard modell resze) a legjobb pelda, ugyanis ez magaban hordozza a relativitaselmeletet is. A szamolt elmeleti es a kiserleti ertekek 8 tizedesjegyre egyeznek. Hogy lehetne ez, ha nem mukodne a relativitaselmelet?
----- Akkor igaz, ha a fizikai valóságot jól írja le. OK. itt csak az a kerdes, mi az, hogy fizikai valosag? (meg a "jol leirja", de asszem ezt mar kiveseztuk)
(a rel. hív?k szerint) Azok kik?
egy foton úgy látja, hogy 0 id? alatt ér el a Naptól a Földig, attól ez még nem igaz, Ezek szerint voltal mar foton. :-) Viccen kivul, a kerdes szorosan kapcsolodik az elsohoz.
Gondolom hallottal a muonokrol. Ezek olyan nepsegek, hogy az atlagos elettartamuk 2.19703+-0.00004)x10-6s, azaz nehany milliomod masodperc (azert irtam ki, hogy latsszon: elegge jol ismerjuk oket). - Es valoban, ha lemerunk viszonylag lassan ropkodo muonokat, akkor ennyi jon ki. - Ha viszont nagy sebesseggel szaguldo muonokat veszunk, azok kepesek akar 100-1000x ennyi ideig eleldegelni, es kozben egeszen nagy tavolsagokat megtenni. Meglepo modon ha a rel.elm. szerint kiszamoljuk az elettartamat a sajat rendszereben, pont a fenti ertek jon ki... Ez persze a tobbi rovideletu reszecskere is ugyanigy igaz, ki van probalva.
Mi erre a magyarazat? A rel. elm. ugye ad egyet. Ha azt nem hisszuk el, feltehetjuk, hogy a szaguldo muonnak VALOBAN megno az elettartama. De ekkor felvetodik egy par kerdes: - Miert van ez a veletlen egybeeses, hogy pont passzol ra a Lorenz-trafo? - Honnan "tudja" a muon, hogy most o megy gyorsan, es nem a vilag korulotte? Tehat megis van eter, azaz masok a fizikai torvenyek a kulonbozo inerciarendszerekbol nezve? Hogy lehet, hogy a tobbi torvenyszeruseg nem valtozik... Pl. ha gyors A reszecskeket osszeutkoztetsz egy allo B reszecskevel, es lemered, hogy ezek mekkora esellyel egyesulnek C reszecskeve, kapsz egy szamot (x). Ha gyors B reszecskeket utkoztetsz allo A-val, a valoszinuseg y. Akarmilyen kiserletbol az fog kijonni, hogy x=y. Most miert nem szamit semmi, meg az elettartam sem? Hol az eter? Van egy elmeletunk, amiben mindez klappol, ad x=y-ra elmeleti magyarazatot, es szamszeruen megmondja az eredmenyt. Miert dobnank el? Tudsz helyette jobbat?
De hogy a kérésednek is eleget tegyek: szerintem az igaz, hogy minden mágnesnek két pólusa van. Ez egyreszt nem elmelet, hanem mondjuk kiserleti teny, tehat csak onnan tudjuk, hogy nem lattunk ra meg ellenpeldat. Elvi oka nem nagyon van. Elmelet, ami ezt magaban foglalja, pl. a Maxwell-fele elektrodinamika. Szerinted az igaz?
A kerdeses Maxwell-egyenletben persze ott 0 all, de nem dolne ossze a vilag, ha nem az lenne. Ellentetben a rel.elmelettel, ami szinten arra a tapasztalati tenyre epit, hogy a fenysebesseg fole nem lehet gyorsitani, de ha ellentmondo kiserletet tud valaki mutatni, megdol maga az elmelet.
Az iment azt irtam, tapasztalati teny. A szep a rel.elm.-ben, hogy Einstein ugy sejtette meg a torvenyeit, hogy ezek a tenyek nem alltak rendelkezesere. Azota mind igaznak bizonyultak, ez is az elmelet megalapozottsagat mutatja.
Van más relativisztikus korrekció is a GPS-ben, természetesen nem csak az itt leírt Spec.rel. korrekciót hajtják végre, ha nem az ennél nagyobb Ált.rel. korrekciót is, ami azért kell, mert a holdak távolságában kisebb a gravitáció. De most ne törődjünk ezekkel a további korrekciókkal, tény az, hogy a spec. rel. szerinti hatás szerint is korrigálnak és így működik jól.
"Tudnál erre valami konkrét bizonyítékot is mondani? Mármint nem matematikai levezetést."
Lejjebb a GPS kapcsán megadott linkekben el van magyarázva, hogy például a GPS holdak kb. 3.9 km/sec sebességéből a spec. rel. szerint elméletileg kb. 7200 ns késés adódik naponta. Ezt magad is ellenőrizheted az ismert képlettel.
Hogy ez ne legyen ezért a holdakon levő órákat átskálázzák még fellövés előtt, hogy majd keringve együtt járjanak a földi órával.
Úgy találják, hogy átskálázva és keringve együtt járnak a földi órával.
[b]Tetszoleges inerciarendszerhez kepest.[/b]
A gyorsitos peldaban a Fold tokeletesen inerciarendszernek veheto, hiszen az elektronra hato erok mellett a gravitacio es a fold gyorsulasabol szarmazo elterito hatasok tokeletesen elhanyagolhatoak (sok nagysagrenddel kisebbek, mint a meresi eljaras pontossaga.)
A keplet biztosan nem rossz, hiszen mukodik. ... teljes nyugalommal lehet vele szamolni, es biztosak lehetunk benne, hogy az eredmeny pontos lesz.
Tudnál erre valami konkrét bizonyítékot is mondani? Mármint nem matematikai levezetést.
Szerinted mikor igaz egy elmelet? Mondj legyszives egy fizikai elmeletet, ami igaz.
Akkor igaz, ha a fizikai valóságot jól írja le. Még egyszer mondom: a valóságot, és nem a látszatot. Pl. ha (a rel. hívők szerint) egy foton úgy látja, hogy 0 idő alatt ér el a Naptól a Földig, attól ez még nem igaz, ezt mindannyian jól tudjuk.
De hogy a kérésednek is eleget tegyek: szerintem az igaz, hogy minden mágnesnek két pólusa van. Sőt, az is, hogy az azonos elektromos töltésű testek elektromosan taszítják, míg a különböző töltésűek vonzzák egymást. És még sok törvényt lehetne említeni, de a rel. elmélet nem tartozik ezek közé.
... amennyiben/amilyen korulmenyek kozott a relativitaselmelet ervenyes, akkor/azon korulmenyek kozott nem 0 tomegu, kezdetben c-nel kisebb sebesseggel rendelkezo targy nem kaphat c-nel nagyobb sebesseget.
Valahogy összekeveredtünk:
-belülről nézve nincs semmi változás, csak a külvilág lassul le, húzódik össze és lesz nehezebb ahogy növekszik a sebessége
-kívülről nézve mindez az űrhajóval történik, amit a 1393-ban írtam, azt a külső megfigyelő szempontjából véltem érteni
1. Az űrhajó fizikai törvényeknek engedelmeskedik, tehát matematikailag semmi nem következik az űrhajó mozgására nézve.
Hat ezt a megallapitast nem igazan ertem. Ugye az alapveto gond az, hogy amikor Isten (v termeszetanyank, stb.) megteremtette a vilagot, a mozgatorugoit eltakarta a szemunk elol, hogy a korlatozott kepesegu de kivancsi emberek lassanak valami celt az orruk elott: megismerni a vilagot. Igy hat kutatnak, kutatnak, biznak benne, hogy megtalaljak A Fizikai Torvenyt, ami tokeletesen leirja a vilagot. :-) Jelenleg azonban meg nem tartunk itt, es szvsz. nem is fogunk. Egyre jobb kozeliteseket talalunk, de tokeleteset mindeddig nem sikerult. A vilag leirasara (jelensegek rendszerezesere, megjoslasara) a legalkalmasabbnak a termeszettudomanyok tunnek. Errol irtam egy hosszabb szosszenetet buta1-nek a ''tudomany'' c. topikba, ahol probaltam meghatarozni a tudomany modszeret. (Egy-ket jogos kifogasara meg nem valaszoltam, de a lenyeget nem erinti) A term.tud. lenyege kb: 1) kiserletezes v. megfigyeles : egy rendszer szisztematikus vizsgalata valamilyen mestersegesen eloallitott v. termeszetes allapotban. 2) modell alkotasa : a vizsgalt rendszer tulajdonsagainak leforditasa a tud. sajat nyelvere, kapcsolatok keresese, megfogalmazasa ezen a sajat nyelven 3) joslas : a rendszer tulajdonsagainak egy reszet leforditjuk a sajat nyelvre, a mar kesz modell szerinti kapcsolatokat felhasznalva eloallitjuk a rendszer tulajdonsagainak egy masik reszet a tud. nyelven, amit visszaforditunk a valosag nyelvere.
-- Namost: a fizika tudomanyanak belso nyelve a matematika - ezt nehez lesz megkerulni.
-- Torvenynek, torvenyszerusegnek a modell egy a tudomany nyelven megfogalmazott allitasat (tehat a fizikaban a rendszerparameterek kozti matematikai osszefuggest nevezzuk). Tehat a torvenyek mindig modellfuggok.
Hadd vilagitsam meg egy peldaval: 1) Egy darab vasra felkapcsolunk kulonbozo elemeket, es bekapcsolunk a korbe meg egy arammerot. Ezt sok mas vasdarabbal is vegrehajtjuk. 2) Tablazatba foglaljuk az elemeken talalhato szamokat (elnevezzuk U-nak), valamint a meromuszer kiteresenek merteket. (I) Majd eszrevesszuk, hogy van egy mennyiseg, ami csak a vasdarabtol fugg. Ez az U/I,.amire bevezetjuk az R jelolest es ellenallasnaknevezuk. Tehat alkottunk egy modellt, amiben kaptunk egy fizikai torvenyt, miszerint R=U/I. 3) Ha kapunk egy vasdarabot, es lemerjuk, hogy az U1 elemmel I1 araqmot merunk rajta, akkor kiszamolhatjuk R-t, es U2 elemre megadhatjuk, hogy I2 = I1*U2/U1 Ezt le is ellenorizzuk , es latjuk, hogy mukodik a modell.
DE: Ez nem jelenti azt, hogy egyetemes fizikai torvenyt talaltunk. Ha pl. melegitjuk a vasakat, akkor biztos, hogy mast fogunk kapni. Sot, elkepzelheto ezzel egyenerteku modell is az ellenallas fogalma (s igy az Ohm torveny) nelkul is! Tehat: A fizikai torveny nem letezik a hozzatartozo matematika nelkul, mert a matematika is resze annak a modellnek, amelyben a torveny definialva van!
2. .... Ez a gondolatmenet megtalálható Taylor-Wheeler: Téridőfizika c. könyvében is. .... De már más is észrevette, hogy ez a gondolatmenet teljesen hibás!
Egeszen biztos, hogy a gondolatmenet nem hibas, hiszen a spec.rel. axiomaibol matematikai levezetessel (magyarul: logikai lepesek sorozataval) kijon. Marpedig a spec.rel. volt az a modell, amin belul ezt a torvenyt megalkottuk. (Ha be tudod bizonyitani a spec. rel. axiomarendszerenek ellentmondasossagat, valoszinuleg nem sokat kell varnod a Nobel-dijra :-))) )
Viszont a te levezetesedben ott a hiba, hogy egy metaforat szo szerint veszel. Biztos ismered ezt a levezetest. :-).
Ez nem csak a te hibad, az ismeretterjesztesben nem teszik vilagossa a dolgot, s ez felreertesekhez vezet.
Nem arrol van szo, hogy egy test tomege valoban megnovekedne! Csupan arrol, hogy kaptunk egy relativisztikus erotorvenyt, amit olyan alakra szeretnenk hozni, mint a klasszikus newtoni erotorveny, csupan az analogiakat lattatando. Klaszikusan mi volt: F = m*a azaz a gyorsulas egyenesen aranyos az erovel, es az aranyossagi tenyezot neveztuk e tomegnek. F es a ugye ertheto vektormennyisegkent is, es ez ugy is igaz, ha a gyorsulas nem parhuzamos a sebesseggel. Tegyuk fel viszont, hogy v parhuzamos a-val. Relativisztikusan is felirhatunk ekkor egy erotorvenyt, ami szerint F = gamma*m*a. (Itt az adott testre az m erteke ugyanaz, mint klaszikusan, m tehat a "klasszikus" vagy "nyugalmi" tomeg.) Ha szeretnenk visszakapni az egyszeru klaszikus alakot, felirhajuk, hogy F = M*a, ahol M = m*gamma. Ez tehat csak annyit mond, hogy a sebeseg iranyaba valo (kis) gyorsitasra a test ugy reagal, mintha a nyugalmi tomege gamma-szorosara nott volna. Ennyit, es nem tobbet. Pl. a sebesseggel nem parhuzamos erokre mar nem igaz ez az osszefuges. Ha tehat igy definialnank a tomeget, akkor iranyfugo lenne. Ami nem lenne tul celszeru.
-- Itt jegyeznem meg, hogy a spec.rel.-ben az erok bevezetese nem szukseges a szamitasokhoz. Klasszikusan is leteznek formalizmusok az ero fogalmanak felhasznalasa nelkul, melyek a Newton-torvenyekkel matematikailag ekvivalensek (vagyis ugyanazt az eredmenyt adjak egy adott problemara). A rel.elm.ben az erok bevezetese azert is problematikus, mert a veluk felirt Newton-torvenyek nem igazak. A lenti F-betukre fogalomra celszeru csak ugy gondolni, hogy semmi tobbet nem jelent, mint az impulzus egysegnyi ido alatt torteno megvaltozasa. (Ugye ez Newtonnal ekvivalens a II. torvennyel : F = m*a = m*v/t = p/t; a relativitasban viszont nem igaz, hogy p = m*v)
Konkretan ott hibas a gondolatmeneted, hogy a newtoni szemleletet (fogalmakat es modszereket) hasznalod relativisztikus korulmenyek kozt egy santito analogia alapjan. A raketa nem Mgolyo tomegu agyugolyot lok ki hatrafele, mikozben ra F = Mhajo * a ero hat, hanem mgolyo nyugalmi tomegut, mikozben ra F = mhajo *gamma*a ero hat.
Ha kivancsi vagy, hogy egy agyugolyo kilovese mekkora sebessegnovekedest okoz a "Foldrol" nezve, legtisztabb, ha a tomegkozepponti rendszerben impulzusmegmaradassal kiszamolod (itt hasznalhatsz klasszikus kepleteket is, az egyszerubb), majd Lorentz-trafoval atszamolod a Fold rendszerebe. Szamolhatsz maskepp is, ha tudsz, ugyanannak kell kijonnie, ha nem szurod el.
Ők hajtóanyg helyett ágyúgolyókkal modellezik a rakétahajtást Ez egyebkent jo modellnek tunik, hiszen mgolyo ->0 hataratmenetben a raketahajtast kapod vissza (illetve a hajtoanyag ugyis veges tomegu molekulakbol all)
de a számítás elején a kilőtt ágyúgolyók tömegét kiküszöbölik az egyenletekből, Nincs elottem a szamitasi modszeruk, de ha matematikailag helyesen jarnak el, akkor tok mindegy, hogy kikuszobolik-e vagy nem. Ellentmondasmentes axiomarendszerbol barmilyen szamolassal ugyanazt kell kapni. Ha matematikai hibat talaltal a szamitasukban, szolj. Ha csak egy kozelites jogossaganak megkerdojelezeserol van szo, azt ugy lehet ellenorizni, hogy vegigszamolod a kozelites nelkul, es megnezed, van-e lenyeges elteres az eredmenyben.
"... persze mindez kívülről nézve igaz, belül semmilyen tömegnövekedést nem tapasztalnak..."
Ha belűről semmilyen tömegnövekedést nem tapasztalnak, akkor miért csökken a kiáramló hajtóanyag sebessége? Hmmm....
Szerintem a hajtóanyag nem olyan mint a befőtt a spájzban, nemigen 'romlik' el.
A hajtóerőt a kiáramló hajtóanyag tömegének és sebességének (rakátához mért sebességének a szorzata adja. A kiáramló hajtóanyag sebessége a rakétához képest nem változik, mert belűről semmiféle tömegnövekedés nincs, ahogyan leírtad.
Asszem a számításodban feltetted, hogy a kiáramló hajtóanyag tömege növekszik, miközben sebessége (az úrhajóhoz képesti sebessége) állandó marad... de honnan származik ez a sebesség? Az üzemanyag kémiai energiája mozgási energiává alakul... A felszabaduló energiamennyiség nem növekszik, tehát a hajtóanyag sebessége lesz kisebb, hogy a mozgási energia ugyanannyi maradjon... úgy is mondhatnánk, hogy az üzemanyag "romlik", ahogy nő a sebesség
... persze mindez kívülről nézve igaz, belül semmilyen tömegnövekedést nem tapasztalnak...
Kösz az összefoglalót, nagyon tetszett. Szerintem is a b) csoportba tartozik az űrhajó problémája. De azért lenne két ellenvetésem:
1.
Az űrhajó fizikai törvényeknek engedelmeskedik, tehát matematikailag semmi nem következik az űrhajó mozgására nézve.
2.
"3). Ha a relativitaselmeletet (specialis vagy altalanos), akkor nem haladhat. Specialisban ez ugy nez ki (kijon az axiomakbol*), hogyha a newtonihoz hasonlo erofogalmat definialunk, akkor a mozgas iranyaban hato erore F = m*gamma*a, ahol gamma=(1-v2/c2)1/2, ahol m a nyugalmi tomeg. Ha vsokkal kisebb, mint c, akkor ez ugyanaz lesz, mint 1). Ha viszont v -> c, akkor gamma -> oo. Mivel a gamma a tomeggel osszeszorzodik, a kerdeses esetben ugy is szokas mondani, hogy a tomeg latszolag novekszik."
Ez a gondolatmenet megtalálható Taylor-Wheeler: Téridőfizika c. könyvében is. Természetesen ők is arra az eredményre jutnak, hogy az űrhajó nem érheti el a fénysebességet, mert a sebesség növekedésével együtt az űrhajó tömege is nő, a gyökös képlet szerint, vagyis egyre nagyobb erőre lenne szükség a további gyorsításhoz.
De már más is észrevette, hogy ez a gondolatmenet teljesen hibás!
Ugyanis a hajtóerőt a rakétából kiáramló elégetett hajtóanyag adja. Ha a rakéta tömege növekszik a sebességgel, akkor a rakétában lévő hajtóanyag tömegének is növekedni kell (Taylor és Wheeler ez nem veszi figyelembe). Mégpedig a hajtóanyag tömege ugyanolyan arányban növekszik, mint a rakéta tömege, hiszen a hajtóanyag a rakétában van, így azonos a sebességük.
Ezért a sebesség növekedésével a rakétából egyre nagyobb tömegű elégett hajtóanyag távozik, amely ugyanakkora mértékben növeli a hajtóerőt, mint amekkora mértékben a rakéta tömege növekszik. F=m*a képletben az erő együtt növekszik a tömeggel, így a gyorsulás állandó marad, a sebesség pedig minden határon túl nő. Sőt a helyzet még kedvezőbb a sebességnövekedés szempontjából, mert a hajtóanyag folyamatos kiáramlásával a rakéta (nyugalmi) össztömege rohamosan csökken. Ez számottevő tömegcsökkenés, mivel a mai rakétéknak csaknem 90%-át a hajtóanyag teszi ki. Vagyis a gyorsulás nem marad állandó, hanem még növekszik is, ami a sebesség rohamos növekedésével jár.
Persze, ha úgy vesszük, hogy csak az űrhajó burkolata, az űrhajósok, és a műszerek tömege nő meg a sebességgel, de a hajtóanyag tömege nem, akkor kijön a mindenki által ismert eredmény: a sebesség mindig c alatt marad.
Ez egyszrű félrevezetés, mégpedig úgy tűnik, hogy szándékos. EnnyireTaylor-ék sem figyelmetlenek. Ők hajtóanyg helyett ágyúgolyókkal modellezik a rakétahajtást, de a számítás elején a kilőtt ágyúgolyók tömegét kiküszöbölik az egyenletekből, nehogy valakinek feltűnjön, hogy a rakétában lévő (még ki nem lőtt) golyók tömegének is növekedni kellene.
Azert, mert - a tapasztalatok szerint az adott problema leirasara a relativitas-elmelet alkalmas - es a relativitas-elmelet axiomaiol (es a sebesseg rel.elm. szerinti definiciojabol) ez matematikailag kovetkezik.
Szerinted miért nem haladhat egy űrhajó a fénynél gyorsabban? Itt ugye az a kerdes, hogy milyen elmelettel szamolhatunk jogosan, es abbol mi jon ki...
1). Ha a Newtoni fizikaval szamolunk, akkor haladhat, mivel F = m*a = allando, v = v0 + at, tehat t->oo eseten v -> oo. (a mennyisegek definicioi jol ismertek kozepiskolabol)
2). Ha a "hagyomanyos" (Schrodinger-fele) kvantummechanikat tekintjuk, akkor is haladhat.
3). Ha a relativitaselmeletet (specialis vagy altalanos), akkor nem haladhat. Specialisban ez ugy nez ki (kijon az axiomakbol*), hogyha a newtonihoz hasonlo erofogalmat definialunk, akkor a mozgas iranyaban hato erore F = m*gamma*a, ahol gamma=(1-v2/c2)1/2, ahol m a nyugalmi tomeg. Ha vsokkal kisebb, mint c, akkor ez ugyanaz lesz, mint 1). Ha viszont v -> c, akkor gamma -> oo. Mivel a gamma a tomeggel osszeszorzodik, a kerdeses esetben ugy is szokas mondani, hogy a tomeg latszolag novekszik. Ez semmi "fizikait" nem jelent, pusztan annyit, amennyit ez a keplet elmond: a fenysebesseghez kozel ugyanazzal az erovel csak joval kisebb gyorsulast lehet elerni. A fenysebesseget majnem elerve a gyorsulas majdnem 0 lesz. * Ha az a kerdes, hogy hogyan jon ki, akkor tenyleg csak a konyveket tudom javasolni. Szintiszta matematika.
4). A reszecskefizikaban (az un. Standard modell szerint) szinten nem haladhat, ugyanis a SM a spec.rel. es a Schroedinger-QM kozos altalanositasa, vagyis
...stb...
------
Most mar "csak" az a kerdes, hogy melyik modellt milyen korulmenyek kozott hasznalhatjuk jogosan.
Kepzelj el egy 3D tablazatot az alabbi mezokkel:
a) kis sebesseg*, makroszkopikus, kis energiasuruseg = newtoni mechanika b) nagy sebesseg, makroszkopikus, kis energiasuruseg = specialis relativitaselmelet c) kis sebesseg, mikroszkopikus, kis energiasuruseg = kvantummechanika d) nagy sebesseg, mikroszkopikus, kis energiasuruseg = standard model e) nagy sebesseg, makroszkopikus, nagy energiasuruseg = altalanos relativitaselmelet f) nagy sebesseg, mikroszkopikus, nagy energiasuruseg = kvantumgravitacio
*termeszetesen a fenysebesseghez kepest ertendo, tehat hogy osszevetheto-e vele, vagy sem.
Az utolsora jelenleg nem nagyon van tesztelesi lehetoseg, tobb versengo elmelet van. A tobbit azonban sokszorosan ellenoriztek. (Ha kered, emlithetek kiserleti bizonyitekokat). Persze egyes lejjebb levo kategoriak magukban foglaljak a korabbiakat is, tehat pl. szamithato relativitaselmelettel a vonat menetideje Bp-Debrecen kozott, csak minek...
Visszaterve a kerdesunkre: Az urhajozas mindenkeppen az a), b) vagy e) kategoriaba tartozik. Ha a) akkor nincs ertelme a kerdesnek, egyebkent meg a relativitaselmelet hataskore a dolog, es akkor ld. fent.
------
Termeszetesen a fizikai torvenyek nem orokervenyu igazsagok. Einstein azt mondta, hogy elmelete igazolasahozpont az urhajozasnal ne lenne igy? Foldi korulmenyek kozott pl. azt va ezer kiserlet sem eleg, a cafolatahoz egyetlen is. Azota cafolo kiserlet sokezer kiserlet tamasztota ala az o igazat, s egy se hazudtolta meg. Miert mondjuk, hogy a toronybol kidobott targyak lefele esnek? Hogy ez 10000000000.... esetben igy volt eddig, es nem volt tudomanyosan igazolt ellentmondo eset (lufitol tekintsunk el :))) ), az nem jelenti azt persze, hogy minden torony-targy kombinaciora igaz a dolog - de mindenesetre gyanus. Lehet, hogy nem tetszik, de a tudomany igy mukodik... ha pusztan csak azert nem hiszel el egy elmeletet, mert nem lehesz biztos benne, hogy mukodik,akkor soha semmilyen termeszettudomanyos elmeletet nem hasznalhatsz!
-------
Remelem, kielegitoen valaszoltam. Persze egyszerusitettem; ha nem vilagosan irtam le valamit, kerdezz nyugodtan.
Szerinted miért nem haladhat egy űrhajó a fénynél gyorsabban? Tételezzük fel, hogy bőven van hajtóanyaga. Bekapcsoljuk a hajtóművet, ami folyamatosan egyre növekvő sebességgel hajtja előre a rakétát. Mi az az ok, ami miatt nem tudja átlépni a rakéta fénysebességet?
Ha nem sikerül rá válaszolni, nem leégés. Még senkinek sem sikerült. Kíváncsi vagyok, te mit mondasz.
A képlet szerint talán valóban nem lehet nagyobb a sebesség, de ez azt is jelentheti, hogy rossz a képlet. A keplet biztosan nem rossz, hiszen mukodik. Persze, ervenyessegi tartama korlatozott (emlitettem, hogy pl. akkor nem hasznalhato, amikor kvantmos hatasokat figyelembe kell venni). De attol meg teljes nyugalommal lehet vele szamolni, es biztosak lehetunk benne, hogy az eredmeny pontos lesz.* A newtoni mechanika sem rossz, csak azert, mert fenysebesseggel osszevetheto sebessegu dolgokra mar nem irja le pontosan a vilagot: a mai napig az alapjan dolgozik szinte az osszes mernok - tervezik az epitmenyeket, vasutakat... es ha egy haz osszeomlik, az rendszerint nem a relativitas figyelmen kivul hagyasa miatt van :-) . A kvantummechanika kepletei sem rosszak pusztan azert, mert nem irjak le pontosan a vilagot akkor, ha nagy tomeg van jelen egy rakason - hiszen nem erre keszultek: a kvantumelmeletek a newtoni mechanika altalanositasai a kis meretek iranyaba - az altalanos relativitaselmelet pedig a nagy energiasuruseg iranyaba... biztos, hogy egyik se vegleges, es lesz majd egy kozos, meg altalanosabb elmelet - de egyik se rossz. A sajat teruleten mindegyik jol mukodik.
*) Mint emlitettem elozo hsz.-omban, elofordulhat persze, hogy egy eddig nem ellenorzott (mert fizikailag jelenleg nem ellenorizheto) tartomanyban nem lesz pontos. Ez majd akkor lesz erdekes, ha vannak erre mutato jelek, eddig semmi sincs. Akkor kibovitjuk a relativitaselmeletet arra a tartomanyra, mint ahogy a newtoni mechanikat is kibovitettuk a nagy sebessegek, energiasurusegek tartomanyara. Addig nincs ra semmi szukseg, sem fogodzkodo.
Viszont abban a tartomanyban, amirol az urhajozas szol, a rel.elm.-et szamos kiserlettel es megfigyelessel ellenoriztek.
Az érzékelt sebesség pedig lehet, hogy nem azonos a valóságos sebességgel A "valosagos sebesseg" egy szarmaztatott mennyiseg, amit egy rendszerben mozgo testre definialunk, meghozza ugy, hogy valamilyen megadott modszerrel (ld. tankonyvek) lemersz valamennyi idot, meg a test elmozdulasat, es veszed a hanyadosat (persze "megfeleloen kis" idointervallumra). Igy valami kijon. Az "erzekelt sebesseg" eleg szubjektiv dolog, a menetszeltol a retinadon kepzodo kepek valtakozasag sokmindenbol kapod meg, ez nem fizikai fogalom.
Mellesleg szerintem nem az van, hogy a spec. rel. "nem hat", csupán az a helyzet, hogy nem igaz. Szerinted mikor igaz egy elmelet? Mondj legyszives egy fizikai elmeletet, ami igaz.
Egyrészt; a sebesség összeadó képlet alaján az eredők fénysebességnél nagyobbak nem lehetnek. Ez persze nem mond tobbet, minthogy amennyiben/amilyen korulmenyek kozott a relativitaselmelet ervenyes, akkor/azon korulmenyek kozott nem 0 tomegu, kezdetben c-nel kisebb sebesseggel rendelkezo targy nem kaphat c-nel nagyobb sebesseget.
Tudjuk pl., hogy a kvantumvilagban nem hasznalhato a "klasszikus" relativitaselmelet, ott tehat a sebesseg-osszeadasi keplettel nem sokra mesz. A makroszkopikus vilagban viszont minden jel arra mutat, hogy jol mukodik a relativitas. Ez persze nem zarja ki azt, hogy egy olyan tartomanyban, ahol eddig nem volt lehetosegunk tesztelni, mar nem igaz.
Másrészt; anyagi test ezt a határt megse közelítheti! Ez azert vitathato... persze csak megallapodas kerdese: - mit ertesz anyagi test alatt? Az elektron pl. az? Es egy atom? - mit ertesz a fenysebesseg megkozelitesen? 0.99999999c az mar az? Es 0.9999c? Mivelhogy elektront (atommagot) sikerult mar 0.99999999c (0.9999c) sebessegre gyorsitani. (a kilencesek szamaert felelosseget nem vallalok, de kb. stimmelnek :-) ) Es csak azert nem tovabb, mert a gyorsito fizikai meretei szabtak hatart a beviheto energianak. Ugyanigy semmi elmeleti akadalya molekulak, felteglak es vizilovak gyorsitasanak... Ugy tunik, a fenysebesseg tetszoleges megkozelitese pusztan anyagi kerdes.
...tullepni viszont nem sikerult :-)
ps. Hrasko konyvet en is csak ajanlani tudom, meger egy kolcsonkerest legalabb :-)
Túl a fénysebességen
Hajdan, mikor gépkocsi még nem volt,
Az embert a hátán vitte a lova.
A képzett elmék szentül hitték,
Gyorsabb jármű nem is lesz soha.
De jött a gőzgép, és a vonat, mely
Füstöt okádva, szédítő sebességgel robogott.
Ismét szólt egy mindentudó: ne tovább,
A sebesség megárthat. De ő is hiába dohogott.
Majd jött a repülőgép, mely a vonatnál is
Sebesebben szárnyalt messze a föld felett,
De remegni kezdett, és darabokra hullt,
Mikor a hangsebességhez közeledett.
Az okosok újra mondták: a hangsebesség
a végső határ. Sohasem lesz olyan gép
Kerek e világon, amely ezen a legvégső
Sebességhatáron valaha is túllép.
Ám de jött a Csodálatos Gladys, és vele
Yeager merészen a felhők fölé szállt,
Áttörve a hanghullámokon, mert
Nem tisztelte e bűvös sebességhatárt.
Einstein nyomán, ma sok okos úgy hiszi,
Soha, senki nem érheti utol a fényt.
Ha tetszik, ha nem, fogadjuk el ezt,
Mint tudományosan bizonyított tényt.
Lám vannak, akik nem okulnak
A jó öreg múltból, egy szemernyit sem.
Ma is elhiszik, hogy van egy végső határ,
Bár egész mást tanít, a bölcs történelem.
Nincs már messze az idő, és majd
Megértik, akár akarják, akár nem;
A sebességnek nem szabhat határt,
A világ legokosabb tudósa sem.
A képlet szerint talán valóban nem lehet nagyobb a sebesség, de ez azt is jelentheti, hogy rossz a képlet.
Az érzékelt sebesség pedig lehet, hogy nem azonos a valóságos sebességgel, mivel függ a mérés módszerétől.
Mondok én egy példát az anyagi test sebességére, ami talán nem szakad el olyan nagyon a valóságtól: tegyük fel, hogy én egy anyagi test vagyok! Ekkor egy fénysugár hozzám képest c-vel halad. Ez azt jelenti, hogy én is c-vel haladok a fénysugárhoz képest. Vagy talán nem így van? Ha Szerinted nem, akkor miért nem?
Mellesleg szerintem nem az van, hogy a spec. rel. "nem hat", csupán az a helyzet, hogy nem igaz.
Egyrészt; a sebesség összeadó képlet alaján az eredők fénysebességnél nagyobbak nem lehetnek. Másrészt; anyagi test ezt a határt megse közelítheti!
Például két, egymástól fél fénysebességgel távolodó ürhajó esetében az érzékelt sebesség 4/5 c lesz...!
Persze, ha elszakadunk a valóságtól, lehet olyan gondolat-kísérleteket folytatni, amikor a speciális relatívitáselmélet nem hat, de az Enterprise űrhajó és James T. Kirk kapitány egy másik topikhoz tartozik...
Szerintem is többet ér, ha ismered a relativitáselméletet, de elkövetsz helyesírási hibákat, mint ennek az ellenkezője. (a helyesírási szabályok egyébként nem képezik részét a tudománynak, amolyan illemszabályoknak tekinthetők. Azért jobb, ha azokat is betartja az ember, de tudós nem lesz tőle)
Láncos Kornél könyvét olvastad már? (A geometriai térfogalom fejlődése)
Bevezetőnek szerintem jó. (Igaz, nem a neten van, de nagy valószínűséggel a legtöbb könyvtárban megtalálható)
