Franc Rozman Fizika in metafizika
Yüklə 35,99 Kb. Pdf görüntüsü
|
36 Franc Rozman kako vesoljček in zemljan vidita raketo, kajti raketa, vesoljček in zemljan se gibljejo. Opisana razmišljanja moram torej razširiti na primere, ko se objekti medsebojno približujejo ali oddaljujejo. Izmeriti mo- ram hitrost svetlobe med gibajočimi se objekti. Enaka hitrost fotona do ponora kot tudi do gibajočega se izvora je težko predstavljiva. Kako svetloba potuje med gibajočimi se objekti, je raziskoval ˘zik Michelson 2 in trdil, da svetloba vsakokrat potuje s svet- lobno hitrostjo ne glede na to, kako in od kod opazujemo gi- banje svetlobe. Svetloba naj bi se gibala s svetlobno hitrostjo tudi takrat, če se svetilo opazovalcu približuje ali se od njega oddaljuje. Ta trditev je težko predstavljiva, zato jo hočem preveriti. Zamislim si, da svetilo (na sliki) odda dva vzporedna fotona, rdečega proti opazovalcu, zelenega proti kamnitemu obelisku poleg opazovalca. Obelisk in opazovalec sta na istem mestu in oddaljena od svetila 300.000.000 m. 2 J.J. Stachel, General relativity and gravitation (Cambridge–New York, 1987) Fizika in metafizika 37 V nadaljnjem izračunu privzamem, da je konstanta c (svet- lobna hitrost) natanko 300.000.000 m/s, s čimer številke v izračunu postanejo bolj zaokrožene in s tem lažje predstavljive. S to majhno zaokrožitvijo ne izgubljam kakovosti izračuna. Oba fotona zapustita svetilo sočasno in v eni sekundi pri- speta na cilj, rdeči do opazovalca, zeleni do obeliska. Eno se- kundo pred prispetjem na cilj se nahajata tristo tisoč kilometrov od obeliska in opazovalca, milisekundo pred prispetjem tristo kilometrov, mikrosekundo tristo metrov in deset nanosekund pred prispetjem tri metre vsak od svojega cilja. Opisano potovanje fotonov je rezultat sklepanja na osnovi miselnega modela, zakonitosti povezave hitrosti, časa in razdalje (s=v*t) ter ugotovitve, da se svetloba (foton) med mirujočimi objekti giblje s svetlobno hitrostjo. Ali je hitrost svetlobe glede na izvor in ponor vedno enaka? V nadaljevanju poskus ponovim in sicer tako, da opazovalec ne miruje, ampak se giblje s hitrostjo 3 m/s proti svetilu. Zaradi večje razumljivosti se bom osredotočil le na pojave, ki pomembno vplivajo na dogajanje, zanemarljive pa izločil. Izločil jih bom tako, da razdalje računam na en milimeter natančno, čas pa na eno nanosekundo. Zaradi omejitve natančnosti ni ne- varnosti, da bi dobil napačne rezultate pri vrednostih, ki so večje od milimetrskega ali nanosekundnega področja. 38 Franc Rozman Opazovalec se v odnosu do obeliska in svetila giblje, zato po teoriji relativnosti zaznava v odnosu do njih spremembo raz- dalje. Izračun pokaže, da se razdalja 300.000.000 m pri hitrosti 3 m/s spremeni za 1.5 10 –8 m. Opazovalec tudi opazi, da čas na svetilu in obelisku teče počasneje. Ena sekunda se pri izbrani hitrosti skrajša za 5. 10 –17 s. Sprememba razdalje zaradi gibanja opazovalca je večtisoč- krat manjša od izbrane natančnosti računanja, sprememba časa pa večmilijonkrat manjša, zato v tem poskusu učinek relativ- nosti zanemarim. Razlike razdalj zaradi upoštevanja relativnosti bi se odražale le na nepomembnih decimalkah. Če ne upoštevam relativnosti, to je spremembe časa in raz- dalj zaradi hitrosti, hitrosti lahko vektorsko seštejem. Med- sebojno hitrost med rdečim fotonom in opazovalcem lahko ugotovim torej na osnovi vektorskega seštevanja hitrosti. Vektorski seštevek hitrosti kaže, da bi morala biti hitrost med rdečim fotonom in opazovalcem v gibanju 300.000.000 m/s + 3 m/s. Zakaj ta izračun kaže nekaj drugega kot Michelsonova hipoteza, ki pravi da je hitrost svetlobe vedno enaka, ne glede od kod gibanje svetlobe opazujem? Tudi izračuni mi ne potrjujejo absolutne hitrosti svetlobe. Zmeden sem! Ker mi vektorski izračun ne daje zadovoljivega odgovora, bom hitrost med rdečim fotonom in opazovalcem preveril na drug način. Fizika in metafizika 39 Foton od svetila do obeliska potuje eno sekundo. V tem času opazovalec prepotuje tri metre proti svetilu. Rdeči in zeleni foton od svetila do obeliska oziroma opa- zovalca potujeta vzporedno, eden poleg drugega. Noben nobe- nega ne prehiteva, niti noben za nobenim ne zaostaja. Zeleni foton se bo srečal z mirujočim obeliskom čez eno sekundo, rdeči foton pa se bo z obiskovalcem srečal že 10 ns prej (razlika časa je ˘zikalno merljiva) zaradi tega, ker se opazovalec približa svetilu. Fotona sta na izhodišču enako oddaljena vsak do svojega cilja, rdeči do obiskovalca, zeleni do obeliska in sicer 3.10 8 m, (relativnost zaradi majhne hitrosti zanemarim). Vsak do svojega cilja prispeta v različnih časih (zeleni v eni sekundi, rdeči v 0,999999995 s), kar kaže na različne hitrosti enega in drugega fotona v odnosu do cilja. V odnosu do svetila imata fotona enaki hitrosti. Gledano s strani svetila je zeleni foton prepotoval razdaljo 3.10 8 m v eni sekundi, rdeči pa razdaljo (3.10 8 –3) m v času 0,999999995 s, kar oboje pomeni svetlobno hitrost 3.10 8 m/s. V odnosu na obelisk oziroma opazovalca, v odnosu na po- nor pa imata fotona različni hitrosti. Račun pokaže, da je zeleni foton do obeliska potoval s hi- trostjo c, rdeči foton se je opazovalcu v času 0,999999995 s približal za 3.10 8 m, kar pomeni, da se mu je približeval s hi- trostjo c+3 m/s. … in izvorom (svetilom) … in ponorom (obeliskom/ opazovalcem) Hitrost med rdečim fotonom … razdalja: 3.10 8 – 3 m čas: 0,999999995 s hitrost: 3.10 8 m/s razdalja: 3.10 8 m čas: 0,999999995 s hitrost: 3.10 8 +3 m/s Hitrost med zelenim fotonom … razdalja: 3.10 8 m čas: 1 s hitrost: 3.10 8 m/s razdalja: 3.10 8 m čas: 1 s hitrost: 3.10 8 m/s Tabela 2 Tabelarični prikaz hitrosti Yüklə 35,99 Kb. Dostları ilə paylaş:
|