Suhteellisuusteoriasta

[mistral]

Ei löytynyt suhteellisuusteoriasta ketjua, joten avasin sitten tämän.

On käynyt mielessä tällainen kysymys: Kun pituuskontraktio vaikuttaa edessä olevaan avaruuteen litistävästi, niin kuinka se vaikuttaa takana olevaan? Jotenkin intuitio sanoo että taakse jäävä avaruus ei litistyisi, vaan muuttuu suipoksi. Tarkoittaisi esim sitä että relativistisella nopeudella maasta poistuva näkisi maan rugbypallon muotoisena, tosin punasiirtymän vuoksi ihmissilmä ei voisi sitä nähdä.

Tietäisikö joku, pitääkö tämä paikkansa?

[jussi_k_kojootti]

Relativistisen liikkeen aiheuttamat silminhavaittavat efektit on hieman monimutkaisempia kuin pelkkää "litistymistä" tai "anti-litistymistä", kulmat (siis vaikka suorakulma) muuttuvat myös.  Tässä videossa on hyviä esityksiä ilmiöistä, joita suurilla nopeuksilla havaittaisiin.

[mistral]

Katsoin videon ja siinä huomaa, mitä sivummalla talo oli, sitä vähemmän kontraktiota siinä oli. Suoraan sivulla kontraktio on ilmeisesti nolla. Taaksepäin perspektiiviä ei kuitenkaan näytetty, siitä ei googlestakaan paljoa löytynyt.

Tässä Tiede lehden keskustelusta lainaus, ei välttämättä todista mitään:
.........................................................................................
Viestin otsikko: Lähetetty: Pe Syys 16, 2005 3:18 pm 

Viestit: 2354  Lorentz kontraktio toimii vain liikkeen suunnassa. Lorentz "laajeneminen" on sitten toisinpäin Lorentz kontraktio.

Jos havaitsija liikkuu nopeudella 0,6c suhteessa lepokoordinaatistoon mistä asiaa tarkastellaan, niin Lorentz kontraktion kaavasta saadaan miltä 100 metrin matka näyttää liikkeessä olevalle havaitsijalle menosuunnassa.

l = 100 m * sqrt(1-(0,6^2)/(1^2)) = 64 m

Jos haluat tietää miltä 100 metrin matka näyttää havaitsijan mielestä tulosuuntaan katsottuna, niin käytä saman kaavan käänteisfunktiota.

l = (100 m * sqrt(1-(0,6^2)/(1^2)))^-1 = 156.25 m
---------------------------------------------------------------------------------------------

Tämä siis oli ainoa johtolanka tähän mennessä, voi olla totta tai sitten ei 

edit Katsoin vielä uudestaan videon ja perun puheeni: suoraan sivulle katsoessa kuva velloo niin ettei siitä oikein näe sitä nolla kontraktiota

[mistral]

Intuitio taisi pettää, nimittäin jos maa (ja avaruus) suipistuisi takapuolella, johtaisi se mahdottomuuteen. Silloinhan takana oleva avaruus jäisi ylivalonnopeudella taakse!

Näin siis takanakin avaruus litistyy, mutta aallonpituus taas kasvaa - nehän on ihan eri asioita.

[Umbra]

Käsittääkseni Lorentzin kontraktio riippuu ainoastaan havaitsijoiden välisestä nopeuserosta, ei niinkään siitä, katsotaanko eteen- vai taaksepäin. Ja Lorentzin kontraktio siis aiheuttaa litistymistä liikkeen suunnassa. Jos avaruusalus ohittaisi Maan lähes valon nopeudella, se olisi meidän näkökulmastamme litistynyt. Ja käänteisesti  aluksen matkustajat näkisivät Maapallon litistyneenä. (Efektin täytyy olla symmetrinen, koska kummallakaan ei ole oikeutta sanoa oman näkökulmansa olevan oikeampi kuin toisen.)

Mutta tämän lisäksi on ilmeisesti olemassa "optisia efektejä", jotka eivät liity Lorentzin kontraktioon, vaan valonsäteiden tulosuuntaa koskevien havaintojemme muuttumiseen lähellä valon nopeutta. Ainakin arkijärjellä on helppo kuvitella, että (lähes) valon nopeudella liikkuva havaitsija näkisi suoraan sivulta saapuvan valon ikään kuin tulevan 45 asteen kulmassa etuviistosta. Tämä ilmeisesti saisi aikaan maiseman "venymisen" edessäpäin. Ilmeisesti vastaavat efektit aiheuttavat kulmien vääristymistä yms.

Löysin aihetta sivuavan linkin: http://physics.stackexchange.com/questions/43695/how-realistic-is-the-game-a-slower-speed-of-light

So the effects that are "purely optical" and depend on the propagation of light and relativistic effects changing it include the relativistic Doppler shift ... and the shrinking of transverse directions if you're moving forward (or their expansion if you move backwards) which makes object look "further" (optically smaller) if you're moving forward.

Jos olen ymmärtänyt asian oikein, Lorentzin kontraktio tarkoittaa, että avaruus "ihan oikeasti" litistyy. Tämän varsin yksinkertaisen efektin lisäksi optiset ilmiöt vääristävät havaintojamme paljon monimutkaisemmalla, mutta illusorisella tavalla.

[mistral]

Ketaraxin linkissä näkyy tosiaan molemmat efektit, sekä litistyminen (kontraktio) että sivulta tulevien säteiden kulmamuutos.

Luonto on kummallinen kun tämä litistyminen vaikuttaa kaikkeen, jopa elektronien ratoihin, ja tämä kaikki siksi että ei ylitettäisi valon nopeutta. Tulee vaan sellainen ajatus että tämän täytyy olla illuusio mutta muistaakseni Jukka Maalampi jossain kirjassa sanoi ettei se ole. Mutta on hassua ajatella, jos me täällä maassa ammutaan "tykillä" luotain lähes valon nopeuteen, niin koko universumin "pitää" lytistyä sen pienen luotaimen takia 

[jussi_k_kojootti]

Luonto on kummallinen kun tämä litistyminen vaikuttaa kaikkeen, jopa elektronien ratoihin, ja tämä kaikki siksi että ei ylitettäisi valon nopeutta. Tulee vaan sellainen ajatus että tämän täytyy olla illuusio mutta muistaakseni Jukka Maalampi jossain kirjassa sanoi ettei se ole. Mutta on hassua ajatella, jos me täällä maassa ammutaan "tykillä" luotain lähes valon nopeuteen, niin koko universumin "pitää" lytistyä sen pienen luotaimen takia 

Avaruus on täynnä likivalonnopeudella kiitäviä hiukkasia (kosmiset säteet), mutta lytistymmekö me?

Se on suhteellista.

[dronir]

Avaruus on täynnä likivalonnopeudella kiitäviä hiukkasia (kosmiset säteet), mutta lytistymmekö me?

Ilmakehään tulevat myonit ovat kai se klassinen oppikirjaesimerkki. Myonit syntyvät yläilmakehässä ja niitä tulee sieltä kovaa vauhtia kohti pintaa, niiden hajoamisaika on niin lyhyt (sekunnin miljoonasosia), että klassisesti laskien niitä ei pitäisi havaita Maan pinnalla niin paljon kuin oikeasti nähdään, koska suurin osa ehtisi hajota ennen pinnalle saapumista.

Tämä selittyy myonien näkökulmasta siten, että Maan pinta lähestyy niitä niin nopeasti, että Lorentz-kontraktion takia matka onkin lyhyempi ja ne ehtivät perille ennen hajoamista. Maan pinnalla olevan havaitsijan näkökulmasta taas myoni liikkuu niin nopeasti että aikadilataation takia myonin sisäinen kello käy hitaammin, ja hajoamisprosessille on enemmän aikaa.

[mistral]

HS:n uutinen:

Oudot tähdet edesauttavat testaamaan suhteellisuusteoriaa

"Pulsari kiertää valkoista kääpiötä. Tätä paria puolestaan kiertää toinen himmeämpi valkoinen kääpiö etäämmällä.

Gravitaation vaihtelut vaikuttavat tässä järjestelmässä toisiinsa uskomattoman selvinä ja vahvoina, sanoo Ransom.

Pulsari on neutronitähti, jonka massasta osa muuntuu koko ajan energiaksi.

Osa fyysikoista odottaa, että suhteellisuusteoria ei päde aivan äärimmäisissä oloissa. Tällöin pulsarin syke muuttuisi hieman. Pulsarin pyörimisen nopeudesta voisi melko helposti mitata tuon muutoksen.

Pulsarin kiertoliikkeen säännöllisyys antaa tilaisuuden mitata poikkeamia hyvin tarkasti, sanoo professori Ingrid Stairs British Columbian yliopistosta.

Tarkka mittaus veisi kohti uutta tarkentuvaa painovoiman teoriaa, sanoo Ransom.

Nyt havaittu pulsari pyörii akselinsa ympäri peräti 366 kertaa sekunnissa."


Sinänsä on jo vaikeaa havaita noin kaukaa valkoisten kääpiöiden ratoja, tarkkaa työtä!