Mitä tapahtuisi, jos ajaisi autolla valonnopeudella ja laittaisi ajovalot...

Mitä tapahtuisi, jos ajaisi autolla valonnopeudella ja laittaisi ajovalot...

Mitä tapahtuisi, jos ajaisi autolla valonnopeudella ja laittaisi ajovalot päälle? Tai entä jos ajaisi yli valonnopeutta?

2 vastausta

Ensinnäkin kannattaa muistaa, että liikkeen nopeutta voidaan mitata ainoastaan johonkin kiintopisteeseen verrattuna ja että eri kiintopisteistä katsottuna liikkeen nopeus voi olla erilainen: esimerkiksi Maahan nähden en tällä hetkellä liiku lainkaan, mutta Auringosta katsottuna liikun Maan mukana koko ajan avaruudessa. Lisäksi kummatkin kysymykset ovat nykytietojen valossa melko teoreettisia, koska suhteellisuusteorian mukaan mikään asia, millä on massaa, ei voi saavuttaa valon nopeutta tyhjiössä: massan liikuttaminen valonnopeudella vaatisi äärettömän paljon energiaa (valo taas voi liikkua voi valonnopeudella, koska sillä ei ole massaa).

Oletetaan nyt kuitenkin, että auto liikkuisi maan pintaan nähden ainakin hyvin lähellä valon nopeutta tyhjiössä ja että ajovalot laitettaisiin tässä vaiheessa päälle. Auton sisältä katsottuna ajovalot toimivat aivan normaalisti: valo liikkuu auton sisällä olijan näkökulmasta tavanomaista nopeuttaan eteenpäin auton lampuista. Auton ulkopuolella tiiraileva katselija taas voi mittaamalla todeta myös, että valokeila liikkuu hänen näkökulmastaan auton lampuista eteenpäin tavallista vauhtia. (Totta puhuen, jos valo liikkuu jossain väliaineessa, kuten ilmassa, sen nopeus on jonkin verran hitaampaa kuin tyhjiössä, mutta oletan nyt, että auto liikkuu ainakin melkein tyhjiössä).

On oikeastaan melko outoa, että valo näyttää liikkuvan samaa vauhtia sekä auton sisältä että auton ulkopuolelta katsottuna: jos esimerkiksi tavallisen hidasta vauhtia kulkevassa autossa heittäisin pallon ikkunasta ulos, ulkopuolella olevasta katsojasta pallo näyttää liikkuvan nopeammin kuin se minun näkökulmastani liikkuu. Matkustettaessa lähellä valon nopeutta aika alkaa kuitenkin kulkea hieman eri tahtiin ympäristön kanssa ja etäisyydetkin muuttuvat: lähes valon nopeudella kulkeva auto näyttää ulkopuolelta katsottuna menevän kasaan, ja vastaavasti auton sisäpuolelta katsottuna tie näyttää menevän kasaan.

Lisätietoja:
http://imagine.gsfc.nasa.gov/docs/ask_astro/answers/970102c.html
http://helios.gsfc.nasa.gov/qa_gp_sl.html
http://www.phys.unsw.edu.au/einsteinlight/jw/module3_weird_logic.htm
http://www.phys.unsw.edu.au/einsteinlight/jw/module4_time_dilation.htm#l...
http://www.physicsclassroom.com/mmedia/specrel/lc.cfm

Kommentit (0)
16.02.201311:31
17389
72

vastaus on hyvä, mutta kysyjä saattoi jäädä vielä ymmälleen. valitettavasti minäkään en osaa täysin asiaa kirkastaa, mutta auttaisikohan tämä:

1) "suhteellisuusteorian mukaan mikään asia, millä on massaa, ei voi saavuttaa valon nopeutta tyhjiössä"

ja 2) valon nopeus on vakio.

kysyjällä oli nähdäkseni mielessä, josko (lähes) valon nopeutta kulkevasta autosta lähtevän valon nopeus olisi auton nopeus + valon nopeus. niin paradoksaaliselta kuin se tuntuukin, näin ei (einsteinin mukaan siis) voi olla. kun autoilija katsoo nopeusmittariaan ja mittaa lyhdyistään lähtevän valon nopeuden ja laskee nämä yhteen, summahan on valtava! syy, miksi autoilija saa mitatessaan valolle aina sen vakionopeuden, auton nopeudesta riippumatta, on se, että "liikkuva" kello käy hitaammin kuin "seisova" ja sen seurauksena valonlähteen nopeudella liikkuva mittaaja saa aina saman tuloksen! tapahtumaa "ulkopuolelta" seuraava taas näkee alkuperäisessä vastauksessa mainitun kasaanpainumisen ansiosta järjestelmän, jossa valonsäteet kulkevat oikeaa nopeuttaan ja ajosuuntaansa lytistynyt auto seuraa perässä hieman hitaammin eli jääden koko ajan jälkeen. tarkkailijasta näyttäisi, kuin aika litteän auton sisällä olisi lähes pysähtynyt - niinkuin se tavallaan onkin. noiden melkein ikuisuuksiksi venyvien sekuntien takia:

- autoilijan kello ja lyhentynyt metrimitta (hän tarvitsee sitä valon nopeuden määrittämiseen) saavat valolle sen oikean nopeuden ja

- hidastaettuaan autonsa vauhtia kertoakseen havainnoistaan tarkkailijalle hän löytää paikalta vain tomua ja tuhkaa, sillä "tarkkailijan" kello on ehtinyt käydä sitä kauemmin, mitä lähempänä valonnopeutta on kaahattu.

sanallinen selitys asiasta ei minultakaan oikein tunnu luonnistuvan; kun asian ymmärtää intuitiivisesti (hidastunut kello ja lyhentynyt metrimitta ovat saman kolikon kaksi puolta), se selittää itsensä, mutta tämä ei välttämättä lohduta kysyjää...

Kommentit (0)

Vastauksesi