Čo je Svetlo?

Tono

Preco je pre teba lakavy eter? Ako medium v ktorom sa šíri svetlo?  Dnes eter nahradzame slovom priestoročas, takže eter v nejakej povodnej podobe bol chybny, napr. v tom, ze objekty by spomalovali v nom. 

Ale eter ako rozlahlost objektov potrebujeme, priestor je taka entita, to vieme.  A napr. červia diera, Tak predivo priestoročasu nejake by malo byt kedže sa da formovat, inak by sa nedalo. Ako mozeme krivit nieco co neexistuje? no zrejme nijak!  A potom ked ma priestoročas predivo, nejaku štruktúru ako by bolo možne ju rozťahovat kedže vesmír sa rozpína?

vsak si najdi aberaciu tam mas aj vypocet, nehadaj tono, najdi si to. uz sme to aj davnejsie riesili.

Robopol

Neviem, či odpovedáš Tysovi, ale ja som nijaký éter nespomínal a ani ho k výpočtu aberácie netreba. Na výpočet uhla aberácie stačí klasická fyzika. S časopriestorom je možné dopracovať sa k inému vzťahu. Tam musíš ešte uvažovať kontrakciou a dilatáciou.

vypočty nechajme bokom, v minulosti si sa pohraval s myslienkou eteru, uz ta to preslo? Nalejme si cisteho vina. Eter bymal byt fyzikalny ale priesotoročas je iba matematicko geometricka hra. A preto fyzici v podstate len hraju na piesocku abstrakcii, ale zaujimave je k čomu to vedie, niekde totoiz musi byt ta realita, prienik abstrakcii s okolitou realitou. Pokial sa nebudeme hrat na solipsizmus:)

Robopol

Éter, ako nejaká substancia je podľa mňa zbytočný. Ale Machova myšlienka, že fyzikálne zákony, napríklad Newtonov zákon zotrvačnosti, nemusí súvisieť s inerciálnym telesom, ale táto vlastnosť telesa je dôsledkom vplyvu všetkej hmoty vo vesmíre, je prinajmenej zaujímavá. Einstein, svojím princípom rovnocennosti všetkých sústav túto myšlienku zamietol a Mach zostal pre fyzikov „kacírom“. Takto chápaný „éter“ som mal na mysli.

tono

Ved nikto nevie ako to je, vsetko co mozeme urobit je o tom rozpravat a argumentovat. zbytocny určite nie. Predstav si kocku, povies ma tri rozmery umiestnis na nu hodiny a povies idu takto a takto. Toto je priestoročas. To je uplne? Ide tu o to, že si zmera iba nejake jej vlastnosti, atributy, ani nahodou nemozes povedat toto stači a to tvori kocku. Fyzika toto neriesi, lebo by sa dostala na tenky lad a svoju dostojnost si zarucuje, ze operuje iba s tym minimom co je postacuje aby vedela predpovedat.

vakuum. je to fyikalna entita, to uz mozno budes opatrnejsi a nepovies, vakuum nepotrebujeme. Pretože je všade vôkol. je medzi atomami, tvori kozmicky priestor. A to je ten moderny eter v podstate. Vakuum je moderny eter.

machov princip je neoveritelny asi teraz a nevidim v nom nejaky hlbsi vyznam, hlbsie pochpenie aj keby platil.

Robopol

Iste, nevieme toho veľa. Napríklad LT, ako ju odvodil Lorentz,  je vlastne bodkou za klasickou fyzikou. V podstate ju odvodil tak, že hľadal vzťah pre potenciál pohybujúceho sa náboja. Teda retardovaný potenciál tohto náboja. Dospel k rovniciam, ku ktorým nezávisle (vraj) dospel aj Enistein,  predstavou dilatácie času a priestoru. Stanoviská sú diametrálne odlišné, ale matematické rovnice sú zhodné. K najtriviálnejšiemu odvodenie LT stačí pohybujúci sa pozorovateľ, zrkado, svetelný lúč a Pytagorova veta. Otázka je, ako to interpretovať. Einstein sa nebál zrelativizovať priestor a čas a nikoho nič múdrejšie nenapadlo, aby tento výsledok interpretoval inak. Keby túto predstavu nepodporovali experimenty, dopadol by, ako Mach.

Tyso

Aberácia s prihliadnutím na LT má tvar: Odchýlka premietaná na tienitku ďalekohľadu, teda podun polohy hviezdy podlieha kontrakcii spôsobenej relatívnym pohybom pozorovateľa. 

tono

LT sa nedaju inak interpretovat akoze cas a priestor nie je absolutny. To pocujem prvy krat. Nie je ziadna ina interpretacia, preto podla mna nevyhnutny vysledok je to k čomu došiel einstein. V podstate  NIC tono ine nepovedal, akože prečo by mal byt priestor a čas absolutny. Je to v tych rovniciach. Ale jeho prinos bol, ze urobil koncepciu tejto myslienky a vytvoril geometricko matematicku predstavu. To nebol pokus a omyl, vychadzal z toho co plati a dobral sa nieoho viac.

Vies čo ma napada tono pri tej aberacii? zober si ze leti svetlo z nejakej galaxie k nam. A naša galaxia priecne leti voci tej galaxii znacnou rychlostou. prečo ten aberacny uhol nie je ovela vacši. ved tam sa dosadzuju hodnoty rotacie zeme. Ale vsak vesmírom sa moze galaxia pohybovat znacnou rychlostou priecne na nejaky signal.

Robopol

Jasné, Ale Lorentz dospel k rovnakým rovniciam z celkom iného predpokladu. Nič také, ako Einstein nepredpokladal. Z Maxwellových rovníc, čo je klasická fyzika vyplýva, že rýchlosť šírenia zmeny potenciálu pohybujúceho sa náboja je konštantná. To je dané vlastnosťou permitivity a permeability vákua. Pozorovateľ v jeho vlastnom čase teda "necíti" potenciál náboja v tomto čase, ale v čase posunutom o t- x/c. Na základe tejto úvahy odvodil LT.

Ved ja viem, ale to si len povedal inak, ide stale o to co postuloval aj einstein rýchlost priecneho elektromagnetické vlnenia. A to plynulo z maxwellovych rovnic. Teda ono sa to javi ako nieco ine ale je to totozne. 

Robopol

Čas v ktorom pôsobí retardovaný potenciál pohybujúceho sa náboja nazveme ten s čiarkou. Čas v ktorom ho „cíti“ pozorovateľ vo svojej sústave je t. A medzi nimi platí presne známy vzťah LT transformácie. Loreztz a Einstein sa zhodujú v matematickom popise. Einstein výsledok potenciálu pohybujúceho sa náboja zovšeobecnil z elektrodynamiky na mechaniku a v podstate na všetky fyzikálne zákony. Otázka je iba v interpretácii tohto výsledku. Je to trochu zložité odvodenie, ale spomínal som Pytagorovu vetu. To je jednoduchý príklad, no interpretácia už nie. Môžeme to rozobrať na obrázku.

urcite sa mylis tono, nie je ina interpretacia.

Robopol

Sme na fóre, nie na skúške z fyziky. Spomínal som Pytagorovu vetu, čo je dobrý príklad na dvojrozmernú interpretáciu LT. Ale Minkowského metrika nie je nič iné, ako Pytagorova veta v štvorrozmernom priestore. Mnohých tieto „vznešené“ pojmy odradzujú, no nie je to nič zložité. Základný postulát, ktorý Einsteina v roku 1915 viedol k STR je ten, že potenciál náboja sa šíri guľovou plochou, bez ohľadu na rýchlosť, s ktorou sa  pozorovateľ pohybuje voči tomuto náboju. V rovniciach sa zhoduje s Lorentzom. Z Maxwellových rovníc vyplýva, že znena E a H nie je viazaná na existenciu náboja, ale sama zmena E vyvoláva zmenu H a naopak. To je vlastne podstata svetla. Tak vlastne stratil éter zmysel, lebo E a H si vystačilo samo so sebou. Samozrejme bez vákua, teda  permitivity a permeability by E a H nefungovalo. Alebo c by nebolo nijako limitované a LT by bola zbytočná.

Elegancia LT je v tom , že ani E, ani H nie sú invariantné voči LT. Obe sú iba prejavom potenciálu. Pomocou pohybujúceho (vektorového) potenciálu sa dajú obe zložky definovať. Je to ten istý jav, závislý iba na pozorovateľovi. A paradoxne potenciál vlastne ani nemá konkrétnu fyzikálnu interpretáciu,

ja pišem že sa mylis v tom ze existuje ina interpretacia LT. Tak ked existuje uved ju, lebo je to stale o tom, že čas neplynie rovnako a dlžky nie su rovnake. tak ako ti ma inak napisat, že toto je interpretacia A ci pojdeš na to cez riešenie maxwellovych rovnic alebo sa budes hrat so srkadlom ako einstein, na veci to nic nezmeni.

Eter stratil vyznam pre nieco ine a to, že boli dve varianty, pohybujuci sa a stojaci. A nevyhovel ani jeden potom, Michelsonov pokus vyvratil a aberacia a podobne.

Robopol

Nie som kompetentný odpovedať. Pamätám si, ako ste sa s Tysom bavili o štrbinovom experimente. Z Lagrangeovej mechaniky vyplýva, že ak máš bod A a B, teleso túto dráhu môže prejsť po nekonečne veľa trajektórií. Z Eulerovho princípu vyplýva, že si vyberie trajektóriu s minimálnym účinkom. Pre makroskopické teleso je to jednoznačne určená trajektória, no v QM nie. Ak sa zmena potenciálu náboja pohybuje po guloploche, bez ohľadu na rýchlosť pozorovateľa, máme dve možnosti, aby nebola guloplocha deformovaná. Buď sa deformuje časopriestor tak, aby sa rýchlosť tohto vzruchu nesčítala s rýchlosťou pozorovateľa, alebo si tento vzruch vyberie inú trajektóriu, v zmysle Lagrangeových trajektórií. Ale to neber vážne, iba ako recesiu.

neviem teraz ci to bude historicky presne, ale pokial viem tak to bolo nejako takto:

maxwellove rovnice  predpovedali ELM vlny a ked ich hertz demonstroval, tak to bol triumf klasickej fyziky.   Ale velmi rychlo sa ukazalo ze nie su invariatne voci galileiho transformacii.  To vsak vtedy nik nebral ako velku tragediu, kedze maxwell pracoval s predstavou eteru, to mu pomohlo predstavit si vlny.

A Lorentz ukazal ze existuje transformacia voci ktorej su invariatne ale to bola vtedy skor kuriozita a malkto o nej vedel.  Dokonca aj prve pokusy vysvetlit preco michelson nic nenameral navrhovali len kontrakciu dlzky,  pricom spravne vztahy uz boli na svete. 

A Einstein skutocne v prvom clanku vobec neriesil michelsona,  z pohladu fyziky dokonca siel na to kacirsky,  povedal postulaty a odvodil vysledok.  To je ale skor matematicky postup  (  alebo aj patentovy postup,  takto sa formalne popisuju patenty )  ako fyzikalny.  A tak skutocne znovu objavil LT. 

Je vlastne zabavne ze v STR je vsetko pomenovene po niekom inom, 

Ale  tom case bola STR na spadnutie  Fitzgeraldova kontrakcia  ako len cast dosledku sa ukazala chyba a poincare tam uz doplnil aj dilataciu casu.  A vlastne aj tak potichu uz aj zavrhoval eter.  

Ale Einstein bol genialny prave vo fyzikalnom pohlade,    To ako razantne definoval postulaty a ako z nich aj stredoskolak dokaze odvodit LT, to je stale nadhera. 

Ale ak sa spatne pozerame na eter, tak to bola velmi skareda koncepcia,   taka ducharska, eter ako nesmierne tuha latka ale nekladie ziadny odpor pohybu ale zaroven dokaze deformovat telesa,  vlni sa ale nema ziadne silove ucinky.   To je zbierka navzajom sa vylucujich vlastnosti,   nezda sa mi jednoduchsie prijat eter ako to ze priestor a cas nie si absolutne. 

_Tyso

_{Podobná situácia vo fyzike nastala teraz, pri nesúlade orbitálnych rýchlostí hviezd v ramenách galaxií. Temná hmota to nerieši elegantne. Sme v podobnej situácii, ako s éterom.}

_{Ešte niečo k aberácii. Ak si pozrieš ten odkaz http://www.kme.zcu.cz/download/predmety/414-trol20.pdf  tam je vektorový rovnobežník nakreslený so smerom rýchlosti -v21. No rovnako môžeš nakresliť rovnobežník s opačným vektorom v21. Potom dostaneš novú polohu L. Tieto polohy sa striedajú počas roka, čo aj skutočne meriame. No v tomto prípade, prepona, (alebo výsledný vektor)  je väčšia, ako pri statickom prípade.  To je zjavne nesprávne. V skutočnosti sa jedná iba o zmenu uhla pohybujúceho sa pozorovateľa. Ak by si mal dlhú tenkú trubku a pozoroval by si hviezdu, pohybom zeme by si sa dostal na iné miesto, ako statický pozorovateľ. Teda aj hviezdu by si pozoroval pod iným uhlom. Tento uhol ale nevysvetľuje zdanlivý pohyb hviezdy premietanej na fotografickú dosku. Tu treba zohľadniť konkrétne zariadenie, ktorým pozorujeme hviezdu. Predstav si klasický ďalekohľad so skleneným objektívom a dĺžkou tubusu L. Fotón letiaci z hviezdy dopadne na objektív, pohybujúci sa rýchlosťou v. Zo zákona zachovania hybnosti musí fotón zmeniť smer a jeho hybnosť bude p = mc+mv.  Tento vektorový zápis nás už oprávňuje kresliť rovnobežník a výsledok je správny, ako pre klasickú, tak aj pre STR. Do vzorca stačí dosadiť relativistický tvar hybnosti. Rovnaká situácia by nastala pri parabolickom zrkadlovom ďalekohľade. Pri optickom ďalekohľade je výchylka ( posun hviezdy)  úmerná rýchlosti v a dĺžke tubusu L. Pri parabolickom dĺžku L predstavuje ohnisková vzdialenosť a hybnosť získa fotón po odraze zo zrkadla.}

Este by som rad vedel co to svetlo vlastne v skutocnosti je. Je naozaj zaujimave.

Bohus

Z odkazu nie je jasné, o aký efekt ide. Citujem:

 „Einstein tvrdil, že hviezda je výrazne jasnejšia vtedy, keď sa hýbe smerom k nám a je ťahaná planétou, ako vtedy, keď je jej pohyb od nás.“

 

Tie vzťahy, podľa ktorých si počítal sú správne, ale čo s výsledkom?

Tono, myslím si, že autor článku len nepresne pochopil fyzikov. Pokiaľ viem; ak sa hviezda pohybuje k nám, frekvencia svetla je vyššia, teda má väčšiu energiu a keď sa pohybuje od nás, svieti s nižšou frekvenciou, s menšou energiou, s červeným posuvom. 

Ale išlo mi o iné, nasledovné veci:

Predkladám výsledky výpočtov, ktoré majú ukázať, ako by sa nám javil tu na Zemi pohyb planéty Kepler 76b okolo svojej hviezdy, keby sa svetlo z tejto horúcej a teda aj v princípe viditeľnej planéty pohybovalo k nám rôznou rýchlosťou.  Podľa toho, či sa planéta k nám približuje alebo vzďaľuje pri svojom obehu, ktorý trvá len 36 hodín. (Tým chcem odpovedať aj Vladimírovi, aké by to malo dôsledky, keby  sa rýchlosť svetla s rýchlosťou pohybu zdroja sčítavala.)

Rýchlosť obiehajúcej planéty je 186 kilometrov/sekundu. Predpokladal som takú orientáciu plochy obežnej dráhy planéty voči našej Zemi, že by zložka rýchlosti pri približovaní sa bola maximálne 60 km/sekundu .

Pozorovanie by malo prebiehať takto:

Hypotetickým ďalekohľadom na Zemi  by sme pozorovanie začali  v polohe planéty č.1, podľa obrázku priloženého k tomuto príspevku. Predpokladali by sme, že planéta predtým nevydávala svetlo a až od toho bodu začala trvale svietiť. V tom bode by bola rýchlosť svetla smerom k Zemi najvyššia: 300 060 kilometrov/sekundu. Uvádzam aj rýchlosti svetla smerom k nám vo vybraných ďalších 12 polohách:

Rýchlosť prichádzajúceho svetla z planéty Kepler 76b smerom k Zemi v kilometroch/sekundu pre danú polohu:

1.     300 060  ( to je 1,080216 x 10⁹ kilometrov za hodinu)

2.     300 052

3.     300 030

4.     300 000

5.     299 970

6.     299 948

7.     299 940

8.     299 978

9.     299 970

10.   300 000

11.   300 030

12.   300 052

Keďže planéta je vzdialená 2000 svetelných rokov, čo je 1,89216 x 10¹⁶ kilometrov delené 1,080216 x 10⁹ kilometrov za hodinu vyjde nám, že svetlo alebo informácia o polohe č.1 planéty Kepler k nám na Zem dôjde za 17 516 497 hodín

Podobne vypočítame, za akú dobu nám príde informácia o polohe č. 2  .Vieme, že planéta Kepler je v bode č. 2 za 3 hodiny, keďže doba jej obehu je 36 hodín.  Výsledky ma poriadne prekvapili, lebo sa ukázalo, že informácia o polohe č.2 príde na Zem až za 467 + 3 hodín

Uvediem pre zaujímavosť výsledky, za akú dobu by sme uvideli planétu Kepler aj v ostatných polohách.

Číslo polohy a doba v hodinách, za ktorú uvidíme planétu Kepler 76b v danej polohe:

1.      0

2.      467+3

3.      1751+6

4.      3503+9

5.      5255+12

6.      6450+15

7.      7008+18

8.      6450+21

9.      5255+24

10.   3503+27

11.   1751+30

12.   467+33

Z toho vyplýva, že by sme v ďalekohľade pozorovali veľmi čudné javy, ktoré by sa vôbec nepodobali obiehaniu planéty Kepler okolo svojej hviezdy. Namiesto obehu planéty za 36 hodín by sme videli, že sa dostane z polohy 1 do polohy 7 za asi 300 dní a tam zmizne. A nielen to. Tieto hodnoty ešte chcem dať do grafu, ktorý neskôr priložím, lebo z týchto údajov vyplývajú ešte ďalšie bizarnejšie javy, ktoré stojí za to spomenúť.

Ale už teraz na základe týchto poznatkov som presvedčený, že svetlo sa k nám z veľkých vzdialeností šíri tak, ako keby bolo pevne viazané na nejaký druh zvláštneho prostredia v okolí danej hviezdy. Malé odchýlky v rýchlosti svetla by spôsobili divné správanie dvojhviezd alebo iných dvojíc telies vo vesmíre, čo by si astronómovia určite všimli . Ak by také prostredie neexistovalo, pre mňa by bolo už úplne neprijateľné, že by svetlo „vedelo rozpoznať“, ako rýchlo sa pohybuje zdroj svetla v úplnej ničote a prispôsobilo svoju rýchlosť tak, aby bola vždy rovnaká smerom  od pohybujúceho sa zdroja svetla k pozorovateľovi. 

Na nasledujúcom obrázku je znázornený pohyb planéty tak, ako je v skutočnosti pozorovaný. Na červenej čiare, ktorá prestavuje jeden určitý okamih v danom čase, vidíme na obrázku na priesečníku s modrou čiarou, v ktorej polohe sa planéta nachádza v danom okamihu.

Nasledujúci obrázok zobrazuje prípad, ak by sa rýchlosť svetla menila v závislosti na pohybe planéty. Aby bolo zobrazenie zrozumiteľnejšie, bolo počítané s dobou obehu planéty Kepler 76b 720 hodín okolo svojej hviezdy, pretože by sa pri 36 hodinovej obežnej dobe toľko čiar do grafu ani nevmestilo.

Z grafu vyplýva, že po určitom čase by sme nakoniec videli súčasne na obežnej dráhe 20 – 21 planét, ktoré by sa každých 720 hodín „rodili“ v polohe 1 , a veľmi pomaly by postupovali do polohy 7. V Polohe 1 by sa planéty rozdvojovali, a v polohe 7 by sa spájali a mizli.

V prípade skutočnej doby obehu planéty Kepler 76b 36 hodín, by sme súčasne videli na obežnej dráhe o hodne viac planét, ako 21, hoci vo všetkých prípadoch ide len o jednu planétu.

 

 Ale už teraz na základe týchto poznatkov som presvedčený, že svetlo sa k nám z veľkých vzdialeností šíri tak, ako keby bolo pevne viazané na nejaký druh zvláštneho prostredia v okolí danej hviezdy. Malé odchýlky v rýchlosti svetla by spôsobili divné správanie dvojhviezd alebo iných dvojíc telies vo vesmíre, čo by si astronómovia určite všimli . Ak by také prostredie neexistovalo, pre mňa by bolo už úplne neprijateľné, že by svetlo „vedelo rozpoznať“, ako rýchlo sa pohybuje zdroj svetla v úplnej ničote a prispôsobilo svoju rýchlosť tak, aby bola vždy rovnaká smerom  od pohybujúceho sa zdroja svetla k pozorovateľovi. 

 

Pises dost zvlastne, svetlo viazane na nejake prostredie okolo hviezdy? Svetlo nerozlišuje ako sa rýchlo pohybuje zdroj. cerveny posun je dobre uchopitelny a pochopitelny ako sa natahuje vlnova dlzka, analogia so zvukom. Svetlo vsak ide tak ako mu dovoluje priestoročas, vlastnosti svetla teda determinuje priestoročas. 

Uplna ničota je fyzikalne vakuum plne fyziky, fluktuacii kde vznikaju virtualne castice a kde kraluje aj temna energia a temna hmota. teda v podstate to nic je ovela viac ako latka.

toto je na mňa moc. Len sa pamätám, že kedysi ešte na strednej na fyzike sme sa učili, že pre svetlo platí nejaký vlnovo-korpuskulárny dualizmus, t.j. ide aj o častice, aj o vlnenie. A podľa vlnovej dĺžky toho vlnenia potom vnímame aj farebnú škálu.

Ale či to ešte furt platí, alebo to bolo nejak obohatené a podobne, nemám zdania. Ten vlnovo-korpuskulárny dualizmus mi celkom ku šťastiu stačí.

vilma, cosi plati ale ukazuje sa ze je to este blaznivejsie :)

Kedysi sme verili ze dualizmus sice existuje ale v kazdom experimente je to bud vlna alebo castica a s tym sme naucili zit,   ale v posledných rokoch mame experimenty kde je svetlo sucasne vlna aj castica a to sme este nejako filozoficky nespracovali.  Ale kedze cela kvantova mechanika je dnes v stave ze vieme neuveritelne presne zratat co sa udeje a kazdy experiment to potvrdzuje a zaroven to nedava ziadny zmysel,  tak je skor zahada preco nie su blaznince preplnene kvantovými fyzikmi :)

ja chápem fotón ako "vlnoobjekt"

čiže nie ako klasickú vlnu, ktorá sa od oscilátora šíri v kruhu, ale deformáciu priestoru ktorá je "lokálnejšia"

tá predstava, sa dá obrazne opísať, ako  keby sme pod "pokrovec" schovali pinpongovú loptičku, a tou pohybovali

 na "2D" povrchu uvidíme pohybovať sa deformitu "pohybujúci sa kopec"..

problém je s priestorom, v ktorom by sa také niečo dalo vymodelovať

som presvedčený že "3D + čas",na to stačiť nebude, a skutočne treba pridať, niekoľko "skrytých dimenzií" (do kruhu uzavretých miniatúrnych rozmerov) naviac

povedané inak, nevieme pochopiť kvantové javy, pretože máme nedostatočnú predstavu o priestore v ktorom sa odohrávajú

asi by to chcelo niečo ako "Koperníkovskú zmenu" vnímania priestoru

tyso:

tak to sa aj ja divím, hlboký obdiv k fyzikom, ktorým z toho nepreplo. :)

Už tie obrázky, čo tu dal Bohus, a tie výpočty, čo som tu videla, mi stačia. uspokojím sa s tými časticami a vlnením.

alamo,  na kazdu takuto predstavu ti najdem experiment kde ti ukazem to tak nie je :),   len velmi sialene predstavy sedia ale tie si zase ani predstavit nevieme.

Napríklad jedna z nich je ze foton je castica ktora sa naraz siri vsetkymi moznymi drahami podla istých pravidiel a to co vidíme je interferencia týchto sucasnych drah.  Ale to plati nie len na foton ale na vsetko a prijat ze ked ides k domu k autu, tak zaroven prechadzas celym vesmírom to  znie ako predstava z hasisoveho vecierka