Meni usko valonnopeuteen - voinko enää valokuvata

[jaava]

Valon nopeuden mittaaminen yhteen suuntaan on iso ongelma, eikä sitä kyetä ehkä ratkaisemaan koskaan. Yritystä on toki ollut.

Tämä nopeuden muuttuminen heijastuksesta on ihan... No, en sano hauska, mutta omalaatuinen ajatusleikki. Mutta, leikki kaikesta huolimatta.

Kysymys ei ollut nopeuden muuttumisesta heijastuksesta vaan siitä, ettei valon nopeutta ole kyetty mittaamaan yhteen suuntaan tavalla, jonka tiedeyhteisö olisi hyväksynyt.
Ongelma palautuu lähes kaikissa (jos ei kaikissa) koejärjestelyissä kellojen synkronointiongelmaksi.
Jos koe onnistutaan tekemään yhdellä "kellolla" (ei tarvita kellojen synkronointia), saadaan aina vain keskiarvonopeus, koska valon on palattava kellon luokse tai siitä on saatava ilmoitus maaliintulohetkestä (jonka voi saada vain valon nopeudella, jota ei vielä tiedetä).
Kun yhteen suuntaan kulkevan valon nopeutta ei ole voitu mitata, niin miten perustellaan sen kulkevan kaikkiin suuntiin samalla nopeudella.

Voihan ongelmaa leikkinäkin pitää, mutta sitä ovat vaivautuneet tutkimaan maailman huippufyysikot tähän päivään saakka, jonka takia liitin aiempaan viestiini luettelon joistakin kokeista (niistä missään ei ole kyetty hyväksyttävästi saamaan yhden suunnan nopeutta).

Mitään perustetta tällaiselle idealle ei ole.

Mikä on sitten perusta sille idealle, ettei "nopeus muutu heijastuksesta".
Oliko Einsteinilla aikoinaan mitään muuta perustetta kuin Occamin partaveitsi? Hänellähän oli käytettävissä aika monen fyysikon testitulokset valon mittauksesta. Muistaakseni juuri Michelson & Morley (1887) testi sai hänet aikoinaan kehittämäänkin suhteellisuusteoriaa.
Mikä Einsteinin sai aikanaan ylipäätään miettimään valon nopeuden isotrooppisuutta (suunnasta riippumattomuutta).

[Matti_JH]

Michelson & Morley (1887) testi käsitteli eetterin todentamista. Ajateltiin, että valon täytyisi kulkea väliaineessa, kuten ääni ilmassa. No, eetteriä ei löytynyt. Todettiin, että valo voi kulkea avaruudessa ilman väliainetta.

Wikipedia:

Kokeen lähtökohtana oli ajatus siitä, että maailmankaikkeuden täyttäisi jonkinlainen eetteriksi kutsuttu massaton väliaine, jossa sähkömagneettinen säteily voisi liikkua. Tällöin maapallon liikkeen eetterin suhteen pitäisi aiheuttaa Maan pinnalla havaittava "eetterituuli". Valon suunnan ja eetterituulen välisen kulman pitäisi vaikuttaa valon nopeuteen.[2] Kokeen tarkoituksena oli havaita "sivutuuleen" ja "vastatuuleen" liikkuneiden valonsäteiden eri nopeuksista aiheutunut vaihe-ero. Kokeessa ei kuitenkaan onnistuttu saamaan varmaa tulosta, sillä vaikka laitteella mitattiin pieni "nopeus", se mahtui mittausvirheen rajoihin. Koetta pidetään yhtenä kuuluisimmista epäonnistuneista kokeista.

Nykyisen suhteellisuusteoreettisen tietämyksen mukaan valonnopeus on absoluuttinen, eikä tällaista vaihe-eroa siten synny. Tieteellisen teorian mukaan rakenteeltaan tuntemattoman eetterin olemassaoloa tai -olemattomuutta on mahdotonta osoittaa todeksi aivan kuten muitakin uskomuksiin perustuvia ilmiöitä.

[Matti_JH]

Tähdestä maahan tuleva valo on yhdensuuntaista. Se tulee tähdestä ja osuu maahan, eikö?

Huomattavasti tarkemman tuloksen sai Englantilainen tähtitieteilijä James Bradley (1692 - 1762) mittaamalla kiintotähtien suuntakulman eli parallaksin muutoksen maan radan kahdessa eri kohdassa.

Bradley sai (1728) valon nopeudeksi 294 995 km/s.
Tässä on jo kolme oikeaa numeroa (virhe vain 1,7 %).

Ja kun tosiaan tiedetään, kauanko vaikkapa radiopulssilta kuluu aikaa maasta Venuksen ja takaisin ja tämä aika on jälleen valonnopeuden mukainen, ei tästä kovinkaan paljoa voi ihmetellä, että onko se valon nopeus yhteen suuntaan 500 000km/s ja toiseen 100 000km/s tms..

Lisäksi, jos ajatellaan, että valo kulkisi eri nopeudella eri suuntaan, otetaan peili. Heijastetaan siihen lasersäde, joka heijastuu Kuuhun. Siellä Apollo-lentojen aikaan asennetuista peileistä se heijastuu takaisin. Kas kummaa, taas on kulunut valonnopeuden sanelema aika, kun valo tulee takaisin maahan. Eikö ajan tulisi olla eri, jos valo kulkee eri suuntaan eri nopeudella?

Muistutan vielä Einsteinin teorioista, joiden perustella nykyään voidaan hyvin moni ilmiö maailmassa ennustaa ja jonka perustana on valonnopeuden vakio.

Kaiken kaikkiaan, en nyt ymmärrä mitä haet tällä keskustelulla? Ja miksi tämä on digicamera.netissä? Ota yhteys vaikka Esko Valtaojaan tai syksy Räsäseen tms.

[T71]

Lisäksi, jos ajatellaan, että valo kulkisi eri nopeudella eri suuntaan, otetaan peili. Heijastetaan siihen lasersäde, joka heijastuu Kuuhun. Siellä Apollo-lentojen aikaan asennetuista peileistä se heijastuu takaisin. Kas kummaa, taas on kulunut valonnopeuden sanelema aika, kun valo tulee takaisin maahan. Eikö ajan tulisi olla eri, jos valo kulkee eri suuntaan eri nopeudella?

Peiliä käyttäessä ei voi saada täysin tarkkaa lukemaa valon nopeudesta.
Lukema on silloin valon kulun kokonaisaika, joka sisältää valon laukaisuviiveen.
Valo siis kulkee takaisin nopeammin koska peilissä ei ole laukaisuviivettä.

[jaava]

Minä satuin lukemaan artikkelin "A REVIEW OF ONE-WAY AND TWO-WAY EXPERIMENTS TO TEST THE ISOTROPY OF THE SPEED OF LIGHT", jossa tuodaan esiin ongelmaa. Siellä muunmuassa johdatellaan:

• "Despite the remarkable success of Special Theory of Relativity (STR) and General Relativity (GR) several modern theoretical approaches have begun to predict variation on the constant light-speed postulate. String theory which seeks to unify today‟s standard model with general relativity predicts a violation of the constancy of the speed of light"
• "However, still there are questions about the constancy of the one-way speed of light. Here, we present a comparison and review of the experimental tests which cover isotropy of the velocity of light: one-way and two-way speed of light measurements."

Lopuksi todetaan:
"Therefore, we would like to propose that not only Michelson-Morley‟s two-way speed of light measurements be repeated but also other one-way speed of light measurements be performed with greater improvements. Results of the experimental tests spanning at least 24 hours periods in different seasons of the year should be recorded."

Artyikkelin PDF:n saa ladattua sivulta:
https://arxiv.org/abs/1011.1318

Ajattelin käsitellä aihetta täällä kevyellä otteella (nyt meni tosin vähän vääntämiseksi) ja liittää sen valokuvaukseen, kun anisotrooppinen valonnopeusympäristö ei kuvaudu ihan oletetulla tavalla kameraan.

Pyydän anteeksi aiheuttamaani mielipahaa.

[Matti_JH]

Ko tarkastelun abstrakti alkaa:
As we approach the 125th anniversary of the Michelson–Morley experiment in 2012, we have reviewed experiments that test the isotropy of the speed of light...

Mutta kyseinen koe todettiin hyödyttömäksi, koska sen perustana oli hypoteesi eetteristä, jonka m&m kokeen tulosten perusteella hylättiin. Eli koe testasi asiaa, jota ei ole olemassa. Kokeen lopputuloksena oli siis se, että eetteriä ei ole. Wikipedia - lainaus jälleen:

Kokeen tarkoituksena oli havaita "sivutuuleen" ja "vastatuuleen" liikkuneiden valonsäteiden eri nopeuksista aiheutunut vaihe-ero. Kokeessa ei kuitenkaan onnistuttu saamaan varmaa tulosta, sillä vaikka laitteella mitattiin pieni "nopeus", se mahtui mittausvirheen rajoihin. Koetta pidetään yhtenä kuuluisimmista epäonnistuneista kokeista.

Nykyisen suhteellisuusteoreettisen tietämyksen mukaan valonnopeus on absoluuttinen, eikä tällaista vaihe-eroa siten synny. Tieteellisen teorian mukaan rakenteeltaan tuntemattoman eetterin olemassaoloa tai -olemattomuutta on mahdotonta osoittaa todeksi aivan kuten muitakin uskomuksiin perustuvia ilmiöitä

Lisäksi, mikä taho on kirjoittanut ko jutun? Onko vertaisarvioitu? Mikä on uskottavuus? Entä onko löytynyt jokin systemaattinen virhe, joka korjautuisi esittämällä, että valon nopeus ei ole vakio? Eli, mikä on motiivi?

[jomy]

No niin neropatit. Selittäkää tämä:
Jos lentokoneesta, joka lentää 700 kilometriä tunnissa, ammutaan luoti taaksepäin, jonka lähtönopeus on 700 kilometriä tunnissa. Tuleeko luoti edes piipusta ulos, ja jos niin putoaako se heti alas suoraan maahan?

[Matti_JH]

Riippuu mikä on havaitsijan asema (Inertiaalikoordinaatisto). Lentokoneessa ollessa näyttää siltä, että lentokone on luodin suhteen paikallaan ja luoti lentää juurikin yhtä kauas lentokoneesta kuin jos se ammuttaisiin maassa. Maasta käsin taas luoti putoaa suoraan alas.

Sama toisin päin. Ajetaan autolla 89km/h ja pomputellaan palloa kädessä. Se ei autossa olevalle liiku minnekään vaakasuunnassa. Jos taas tien vieressä on havaitsija, pallo liikkuu kuin sitä heitettäisiin 89km/h.

[jaava]

Jos lentokoneesta, joka lentää 700 kilometriä tunnissa, ammutaan luoti taaksepäin, jonka lähtönopeus on 700 kilometriä tunnissa. Tuleeko luoti edes piipusta ulos, ja jos niin putoaako se heti alas suoraan maahan?

Jos ko. lentokoneesta lähetetään laser-pulssi eteenpäin ja taaksepäin, niin onko kummankin pulssin nopeus lentokoneeseen nähden valonnopeus?
Jos tarkastellaan maasta käsin tilannetta, niin eteneekö pulssit maahan nähden valonnopeudella?

[T71]

Jos lentokoneesta, joka lentää 700 kilometriä tunnissa, ammutaan luoti taaksepäin, jonka lähtönopeus on 700 kilometriä tunnissa. Tuleeko luoti edes piipusta ulos, ja jos niin putoaako se heti alas suoraan maahan?

Jos ko. lentokoneesta lähetetään laser-pulssi eteenpäin ja taaksepäin, niin onko kummankin pulssin nopeus lentokoneeseen nähden valonnopeus?
Jos tarkastellaan maasta käsin tilannetta, niin eteneekö pulssit maahan nähden valonnopeudella?

Edellistä enemmän kiinnostaa, että mitähän Venäjällä tapahtuisi, jos 700km/h liikkuvasta lentokoneesta osoitetaan laserilla alaspäin?

https://www.youtube.com/watch?v=Ndu65StbC2M

[jaava]

Edellistä enemmän kiinnostaa, että ...

Minua taas kiinnostaisi tietää:
Jos lentokone lentäisi maahan nähden valonnopeudella ja koneesta lähetetään laser-pulssi eteenpäin sekä taaksepäin, niin:

1. Onko kummankin pulssin nopeus lentokoneeseen nähden valonnopeus?
2. Kun tarkastellaan maasta käsin tilannetta, niin tippuuko taakse päin lähetetty pulssi maahan suoraan?
3. Voiko tapauksen 2. tippuvan laser-pulssin kuvata kameralla jos sattuu paikalle?
4. Tippuuko tapauksen 2. pulssi suoraan alaspäin riippumatta koneen lentosuunnasta?

[Matti_JH]

https://m.youtube.com/watch?v=msVuCEs8Ydo&vl=en&t=523

https://youtu.be/msVuCEs8Ydo

Siitä katselemaan. Muutenkin kyseinen kanava auttaa ymmärtämään paljon. Suosittelen.

[Matti_JH]

[tupla

[T71]

Jos lentokone lentäisi maahan nähden valonnopeudella ja koneesta lähetetään laser-pulssi eteenpäin sekä taaksepäin, niin:

Voiko tapauksen 2. tippuvan laser-pulssin kuvata kameralla jos sattuu paikalle?

Ilman muuta. Sen pulssin voi myös ottaa talteen ja viedä kotiin lapsille, jos on tarpeeksi nopea:

https://youtu.be/LMDBjjD3M1o?t=112

[jaava]

Jos lentokone lentäisi maahan nähden valonnopeudella ja koneesta lähetetään laser-pulssi eteenpäin sekä taaksepäin, niin:

Voiko tapauksen 2. tippuvan laser-pulssin kuvata kameralla jos sattuu paikalle?

Ilman muuta. Sen pulssin voi myös ottaa talteen ja viedä kotiin lapsille, jos on tarpeeksi nopea:

https://youtu.be/LMDBjjD3M1o?t=112

Joku vuosi sitten uutisoitiin ryhmästä, joka pysäytti ja vangitsi laser-pulssin.

[jokex]

Mitenkäs gravitaatio vaikuttaa valonnopeuteen ?

Äkkiseltään ajatellen valo menee mustaa-aukko kohti valonnopeutta, mutta ei tule pois tapahtumahorisontin sisäpuolelta vaikka siellä voisi kuvitella jotain valolähteitä olevan, kun on kohtuu rajua toimintaa.
Musta-aukko saa aikaan myös gravitaatiolinssin, eli valo ei etene suoraan vaan muuttaa suuntaa ilmeisesti gravitaation vaikutuksesta.
Sony eikä Canonkaan ole vielä patentoinut näitä pisimmän polttovälin linsseinä...

Eli jos gavitaatiokenttä vaikuttaa valon liikkeeseen niin se paikallisesti liikkuisi kovempaa gravitaation vedon suuntaan.

[Matti_JH]

Mitenkäs gravitaatio vaikuttaa valonnopeuteen ?

Äkkiseltään ajatellen valo menee mustaa-aukko kohti valonnopeutta, mutta ei tule pois tapahtumahorisontin sisäpuolelta vaikka siellä voisi kuvitella jotain valolähteitä olevan, kun on kohtuu rajua toimintaa.
Musta-aukko saa aikaan myös gravitaatiolinssin, eli valo ei etene suoraan vaan muuttaa suuntaa ilmeisesti gravitaation vaikutuksesta.
Sony eikä Canonkaan ole vielä patentoinut näitä pisimmän polttovälin linsseinä...

Eli jos gavitaatiokenttä vaikuttaa valon liikkeeseen niin se paikallisesti liikkuisi kovempaa gravitaation vedon suuntaan.

https://m.youtube.com/watch?v=OHdV9aO6jaE

[ttuplai]

Et voi sillä ilman uskoa ei ole yhtikäs mitään - yhteiskunta pysyy kasassa yhteisen uskon varassa tai kaatuu sen puutteeseen. Toisaalta ei ole mitään tieteellistä näyttöä siitä, et ihmisen omaa tahtoa olis edes olemassa eli uskokaan ei ole valinta vaan universumin tuottama ilmiö, joten voit yhtä hyvin uskoa tai olla uskomatta, koska et voi uskoa tai olla uskomatta - siispä nauti tai ole nauttimatta matkasta.

[Maffer]

Kannattaa ostaa rullasukset. Paljon järkevämpää touhua kuin sulkimen aktivointi.

[jaava]

Vielä valonnopeudesta, ettei kiinnostuneille jää epäselvää mielikuvaa

Yleistajuisessa muodossa valonnopeudesta (selkeää puhuttua englantia):
Why No One Has Measured The Speed Of Light
https://www.youtube.com/watch?v=pTn6Ewhb27k
Esittelee hyvin mittausongelman ja esimerkkejä seurauksista jos valonnopeus ei olekaan sama eri suuntiin.
Myös johtopäätökset videon lopussa (14:45) ovat minusta aika yllättävät.

Einstein postuloi (suhteellisuusteoriaansa varten):

1. Eo. videolla kohdassa 6:40 puhutaan Einsteinin artikkelista 30.6.1905 ON THE ELECTRODYMACIS OF MOVING BODIES, (*
   (pdf tiedostona https://www.fourmilab.ch/etexts/einstei ... pecrel.pdf)
   missä hän keskittyy ensimmäisillä sivuilla kellojen synkronointiin paikoissa A ja B, ja kirjoittaa (yo. pdf sivu 3):

   We have not defined a common “time” for A and B, for the latter cannot be defined at all unless we establish by definition that the “time” required by light to travel from A to B equals the “time” it requires to travel from B to A.

   Siis valonnopeus yhteen suuntaan on sopimus (Einsteins synchronization convention). Minusta melkoisen subjektiivinen valinta, eikä perustu mihinkään hyväksyttyyn mittaukseen. Mutta toki yksinkertaistaa suhteellisuusteorian kaavoja.
2. Einstein myös määrittelee käyttämänsä valonnopeuden mittaustavan (katso yksityiskohtaisempi esitys yo. pdf sivu 3):

   In agreement with experience we further assume the quantity
   2*(AB)/(t'A - tA) ) = c
   to be a universal constant — the velocity of light in empty space.

   AB = pisteiden A ja B etäisyys, tA = valon lähtöaika pisteestä A, t'A = valon paluuaika pisteeseen A, c = valonnopeus keskimäärin

   Siis Einstein haluaa valon kulkevan edestakaisin pisteiden A ja B välillä, jolloin hän välttää yhdensuuntaisen valon nopeuden ongelman.

Kun yhdistetään postulaatit 1 ja 2, on johtopäätös, ettei yhdensuuntaista nopeutta tarvita teorioissa ... ei edes tietää (jos se on hankala mitata).

Varotuksen sana valokuvaajille
Joten jos ottamassanne kuvassa on outo artefakti, niin optiikan ongelman lisäksi kannattaa miettiä, josko on tullut löydettyä mittaustietoa, joka sotii Einsteinin valintaa vastaan. (Joku saattais lisätä tähän hymiön)

*) Einstein:n artikkelista (pdf-tiedosto):
This edition of Einstein’s On the Electrodynamics of Moving Bodies is based on the English translation of his original 1905 German-language paper
(published as Zur Elektrodynamik bewegter Körper, in Annalen der Physik. 17:891, 1905) which appeared in the book The Principle of Relativity, published in 1923 by Methuen and Company, Ltd. of London.
Tämä tuli myöhemmin tunnetuksi nimillä Suppea Suhteellisuusteoria tai Erikoinen Suhteellisuusteoria