Exit Relativiteitstheorie?

From Talk2000.NL

Contents 1 1905 - 2005? 2 Euclidische Ether theorie (EET) 2.1 Inleiding 2.2 Begrippenkader (bestaand) 2.3 Definities 2.4 Postulaten 2.5 Samenvatting 3 Gevolgen 3.1 conceptueel / pragmatisme 3.1.1 speculatief 3.1.2 triviaal 3.2 Tweelingparadox 3.3 Tachyonen 3.4 Absolute Ether geeft Relatieve Waarneming 4 Vraagstellingen 5 Credits

[edit] 1905 - 2005?

De relativiteitstheorie (1905) van Einstein, onder te verdelen in de Speciale en de Algemene R.T., wordt al een eeuw lang aangevochten, maar tot een doorbraak heeft dit nog niet geleid. Hier een wiki-pagina om een simpele poging tot het formuleren van een alternatief voor de R.T. nader te onderzoeken.

/Micha Kuiper 16:19, 29 Mar 2005 (CEST)

[edit] Euclidische Ether theorie (EET)

[edit] Inleiding

Voor mensen die geschoold zijn in de relativiteitstheorie is het misschien het beste, om het volgende te beschouwen als een gedachtenexperiment, gaande over een denkbeeldige wereld en niet over onze reele fysieke wereld. Het doel is dan om zodra dit denkbeeldige EET-wereldbeeld geschetst is, aan te geven of en waar er verschillen bestaan tussen de EET-wereld en ons universum.

Presentatie: De beweringen in dit artikel worden niet alle onderbouwd met formules, omdat dit een hoop gedoe is op een computer, en eenieder is uitgenodigd nadere toelichtingen en berekeningen te geven op de discussie-pagina: Talk:Exit Relativiteitstheorie?.

[edit] Begrippenkader (bestaand)

Allereerst moeten we een helder begrippenkader afbakenen, om verwarring van termen te voorkomen. De volgende begrippen worden nu exclusief toebedeeld aan Einsteins Speciale Relativiteitstheorie en gelden dus niet voor de EET-taal:

1. tijd
2. lengte
3. afstand
4. snelheid
5. lichtsnelheid

[edit] Definities

In de Euclidische Ether theorie (EET) definieren we daar tegenover de volgende begrippen:

1. E-ruimte: een Euclidische ruimte met een x,y,z coordinaten stelsel.
2. E0-frame: de absoluut stilstaande ruimte (Ether nul frame); er zijn Galilei-transformaties mogelijk naar bewegende frames:
3. E1-frame: een referentiestelsel dat beweegt met eenparige snelheid t.o.v. het E0-frame.
4. E2-frame: een referentiestelsel dat roteert of versnelt t.o.v. E0.
5. E-tijd: een simpele parameter t, die tijdstippen aanduidt. Onze parameterruimte is nu x,y,z,t.
6. E-afstand: de afstand tussen 2 punten x,y,z(1) en x,y,z(2) in het E0-frame. Deze is onafhankelijk van t en (behoudens natuurlijk Galilei-transformaties) ook hetzelfde in E1-frames.
7. E-lengte: de lengte van een vast of bewegend object; een constante voor starre lichamen.
8. E-snelheid: analoog aan het ouderwetse, Newtoniaanse snelheidsbegrip.
9. E-lichtsnelheid: de voortplantingssnelheid van golven in het E0-frame, ca. 300.000.000 m/s. (c)
10. E-stilstaand: het voorwerp heeft snelheid nul gemeten in het E0-frame.
11. E-bewegend: analoog.

[edit] Postulaten

Ik kies ervoor meer postulaten te formuleren dan nodig, in de veronderstelling dat ze niet onderling strijdig zijn en met het voordeel dat er minder geredeneerd hoeft te worden. Dat kan later nog.

• P1. Een object is een complex samenspel van staande en heen en weer kaatsende golven, die met de E-lichtsnelheid bewegen in het E0-frame. (Noot: daarnaast kan een voorwerp ook nog licht uitstralen, natuurlijk)
• P2. Een E-bewegend object is congruent met een E-stilstaand object: het heeft grotendeels dezelfde waarneembare eigenschappen. De interne synchronisatie van golven blijft gelijklopen; dit heeft tot gevolg dat alles iets langzamer gaat, want:
  • a. Stel: een golf plant zich voort loodrecht (z-richting) op de bewegingsrichting (x richting) met E-snelheid v(x) over een E-hoogte H in een E-tijdspanne dt.
    Het object had een E-hoogte H. De door de golf benodigde E-tijd om die te overbruggen was bij een E-stilstaand object dt = H / c ; wordt nu H2 / c ; waarbij dx = c * dt en H2 = sqrt( H ^ 2 + dx ^ 2 ). (Pythagoras) Immers, de golf beweegt met snelheid c in de E0-ruimte en moet nu een langere weg afleggen. Dit leidt tot een verlangzaming met een factor gamma = 1 / sqrt( 1 - (v/c)^2 ) ; gamma >= 1.
  • b. In de y-richting precies analoog, laten we verder buiten beschouwing.
  • c. Voor golven in de x-richting (dus intern in het voorwerp, parallel aan de E-beweging door de E0-ruimte) geldt een soortgelijk verhaal: Als de golf gelijkgericht beweegt (voortplant) duurt het extra lang om de E-lengte L van het voorwerp te overbruggen ; op de terugweg (tegengestelde richtingen) gaat het juist extra snel. Om synchronisatie met golven, lopend in de y- en z-richting te behouden postuleren we nu:
• P3. een inkrimping van het voorwerp in de bewegingsrichting met een factor van, eveneens, gamma. (uitgewerkt met berekening: dit zorgt precies voor synchronisatie.)
  • Noot: Wanneer we in de EET redeneren vanuit een E-bewegende waarnemer, gaan we uit van inkrimping van de waarnemer. In dit geval zijn de verschillende stelsels (de E0 en de E1 ruimte) middels Galilei-transformatie verbonden.
  • ... in de Relativiteitstheorie daartegenover: verbonden middels een Lorentztransformatie. Echter: wanneer we kijken hoe een nietsvermoedende E1-waarnemer de zaken ervaart, indien deze uitgaat van de veronderstelling dat het licht beweegt met snelheid c ten opzicht van hemzelf, is het een ander verhaal: dan krijgen we toch weer de Lorentztransformatie. De kern zit hem dus in de aanname dat c constant is. In de EET geldt deze alleen voor E0, en voor alle andere waarnemers is het doen van een gelijke aanname fout: zij moeten er rekening mee houden, dat ze ten opzichte van de 'ether' bewegen.

[edit] Samenvatting

In de Euclidische Ether Theorie (EET): Een bewegend object (E-)krimpt fysiek in de bewegingsrichting vergeleken met net zo'n object dat E-stilstaat in E0. De interne processen in het object verlopen bovendien E-langzamer, gemeten in de E-tijd = E0-tijd.

Dit is analoog (maar anders geinterpreteerd) aan de Lorentz-contractie en Tijdsdilatatie van Einsteins SRT. De 'absolute', gepostuleerde symmetrie in alle natuurwetten in SRT is vervangen door een set natuurwetten, die uitgaan van het E0 (ether frame) stelsel, en in E0 een simpele, klassieke gedaante hebben.

Door de tijddilatatie en contractie effecten (die niets met eigenschappen van ruimte-tijd zelf te maken hebben maar met de materie en straling aanwezig in de ether) ontstaat het probleem, dat het moeilijk en misschien vooralsnog onmogelijk is om de snelheid van een waarnemer t.o.v. E0 te bepalen. Als men vervolgens de "aanname" uit de SRT doet, dat de lichtsnelheid voor elke waarnemer constant is, ontstaat een quasi-eenvormigheid van de natuurwetten voor alle waarnemers.

Maakt het uit? Is de EET-wereld gelijk aan ons Einsteiniaans universum? Is EET onzin? Inconsistent? Is het onmogelijk? Is het mogelijk, maar nutteloos? Dat is nu de vraag!

[edit] Gevolgen

[edit] conceptueel / pragmatisme

In de praktijk zal het vaak handig zijn, ook in de EET-wereld, om Einsteins formules te gebruiken, omdat deze veel berekeningen aanzienlijk vereenvoudigen.

Wanneer we onze (echte) wereld gaan bekijken vanuit de EET, in plaats van Einsteins SRT (en ART), zijn er een aantal opmerkelijke verschillen. Conceptueel worden veel zaken inzichtelijker en minder mysterieus cq. moeilijk te begrijpen.

[edit] speculatief

En: misschien is het mogelijk het E0 frame te bepalen, als er tachyonen bestaan of wanneer sommige deeltjes tegen de tijd in lijken te bewegen... Misschien dat de localiteitsproblemen uit de Quantummechanica ook met dit raadsel samenhangen...

[edit] triviaal

Een andere manier van kijken naar de EET is: neem een wereld die identiek is aan de onze, en waarin (bijna) alle formules van Einstein gelden; hang vervolgens het label "E0" aan 1 enkel inertiaalstelsel in die wereld, en je bent klaar. Alle ingewikkelde berekeningen van de EET theorie volgen ook uit een dergelijke aanpak, als je gebruik maakt van het feit dat de natuurkunde klopt onafhankelijk van de gekozen waarnemer...

[edit] Tweelingparadox

(verhaal wordt bekend verondersteld)

Einstein's SRT: Wanneer zusje Stella zich op 4 lichtjaar van de Aarde bevindt, en daar omkeert, wordt zusje Terra op Aarde ineens jaren ouder. Als Stella op het omkeerpunt iets is vergeten, en daarvoor nog eens extra teruggaat, gebeurt er iets geks: de tijd op Aarde loopt achteruit, Terra wordt weer jonger, en opnieuw weer ouder.

EET: In het E0-frame veroudert Stella, zolang zij met relativistische snelheid reist, minder E-snel dan normaal het geval zou zijn. Versnellingen hebben geen enkel effect. Opmerking: Dit geldt als de Aarde E-stil staat in het E0-frame, maar ook als de Aarde E-beweegt (dus in een E1-frame zit.)

(Reactie 82.169.194.20/):

Dragged Ether: Wanneer dragged ether gebruikt wordt is er geen sprake van relativiteit van tijd en ruimte! Dragged ether is volledig consistent en verklaard de stellaire aberratie van elke ster op ieder moment van het jaar. /User:82.169.194.20

[edit] Tachyonen

Een tachyon is een deeltje, sneller dan licht.

Einstein's SRT: Er is altijd een (fysisch gelijkwaardig) inertiaalstelsel aan te wijzen waarin het deeltje sneller dan het licht gaat, en 1 waarin het deeltje terug lijkt te gaan in de tijd. Op deze manier zou men signalen naar zijn eigen verleden kunnen sturen, bijvoorbeeld de opdracht om geen signaal te sturen. Dit leidt tot inconsequenties; men neemt over het algemeen daarom liever aan dat tachyonen niet kunnen bestaan. Een andere optie zou kunnen zijn, dat tachyonen wel bestaan maar dat alle tachyonen die inconsequenties veroorzaken automatisch niet voorkomen, op een of andere magische/onbegrepen manier.

EET: Er is vooralsnog geen reden om in het E0-stelsel tachyonen van welke E-snelheid dan ook af te wijzen of te 'verbieden'. Hier zijn alle reeele getallen dus een mogelijke waarde van de E-snelheid t.o.v. E0. Via de Galilei-transformatie volgt hieruit automatisch dat in E1-frames niet alle snelheden in alle richtingen kunnen optreden; het bestaan van tachyonen wordt dus E1-frame- en richtingsafhankelijk. Opmerking: Wellicht zou middels tachyonen de snelheid van een waarnemer t.o.v. het E0-frame kunnen worden bepaald.

[edit] Absolute Ether geeft Relatieve Waarneming

Hoewel bovenstaande theorie volledig is beschreven in absolute begrippen (E), is het heel gemakkelijk om weer relatieve perspectieven te krijgen. De kern van Einstein's S.R.T. is dat de Wetten voor elke waarnemer gelijk zijn, maar dat de waarnemingen voor elke waarnemer verschillen (en wel anders dan men tot toendertijd aannam).

In de E.E.T. geldt iets soortgelijks: Hoogstwaarschijnlijk weet een waarnemer in een E1-frame niet wat zijn snelheid en richting is t.o.v. E0. Door zijn Lorentzcontractie plus tijdsdilatatie meet de E1-waarnemer in alle richtingen dezelfde lichtsnelheid c. Ook al is de E-snelheid van het licht afhankelijk van de snelheid t.o.v. de 'ether' en in alle richtingen verschillend. Als zo'n 'gedesorienteerde' E1 waarnemer andere bewegende objecten gaat beschouwen, constateert deze bij die andere objecten tijdsdilatatie en L-contractie, zelfs als de E1-waarnemer een object beschouwt dat in E0, zeg maar, E-stilstaat. Grappig, he?

[edit] Vraagstellingen

1. Zijn er inconsistenties in de EET intern? Bijvoorbeeld bij situaties zoals in de SRT voorkomen? Zwarte gaten?
2. Kan de EET van toepassing zijn op ons bekende universum?
3. Zo ja, heeft deze beschrijving andere voordelen dan conceptuele? (Makkelijker voor te stellen - althans, volgens sommigen.)

---

[edit] Credits

Dank is verschuldigd aan Hans Montanus, voor het houden van een lezing op Universiteit Utrecht omstreeks 1995 over zijn theorie.