Valon nopeus ja Tähdet ja avaruus 4/2022

[Ekso]

Kysymyksiä & vastauksia- palstalla Kari Enqvist kertoo, että ”Valon nopeus on yksi kolmesta perussuureesta, jotka eivät ole johdettavissa mistään.” Olen ollut siinä luulossa, että sähkömagneettisten aaltojen nopeus voidaan laskea Maxwellin yhtälöistä luonnonvakioiden avulla. Näin ainakin suomenkielisen Wikipedian mukaan, mikäli oikein ymmärsin. Onko täällä keskustelufoorumilla asiantuntijaa kertomaan sitä, miten tämä nyt oikein menee?

[Mare Nectaris]

En ole asiantuntija, mutta olisiko tästä apua:
https://fi.wikipedia.org/wiki/Luonnonvakio

[Lauri Kangas]

Kysymyksiä & vastauksia- palstalla Kari Enqvist kertoo, että ”Valon nopeus on yksi kolmesta perussuureesta, jotka eivät ole johdettavissa mistään.” Olen ollut siinä luulossa, että sähkömagneettisten aaltojen nopeus voidaan laskea Maxwellin yhtälöistä luonnonvakioiden avulla. Näin ainakin suomenkielisen Wikipedian mukaan, mikäli oikein ymmärsin. Onko täällä keskustelufoorumilla asiantuntijaa kertomaan sitä, miten tämä nyt oikein menee?

Tyhjiön permittiivisyys ε0 ja tyhjiön permeabiliteetti μ0 ovat ne numerot joita tarkoitat. Näistä µ0 on määritelty olevan arvoltaan 4π * 10^-7 sopivaa yksikköä, ja näiden relaatio valonnopeuteen on ε0 μ0 = 1/c^2.

Siispä kun µ0 on määritelty joksikin ja ε0:n voi määritellä olevan ε0 = 1/(µ0 c^2) niin silloin tuossa joukossa c on se ainoa oikea tuntematon luonnonvakio. On vähän makuasia mikä noista sitten oikeasti olisi se tuntematon, mutta kaikkein kätevimmin käy moni muu lasku, kun valitaan että se on c.

Väittämä jota lainaat wikipediasta ei ota kantaa noihin luonnonvakioiden olemuksiin, ainoastaan että kun kolmiulotteisen aaltoyhtälön lähtökohdat ilmaistaan ε0 ja μ0 avulla, niin ratkaisuna on aalto joka liikkuu nopeudella 1/sqrt(ε0 μ0), jota voidaan sitten kutsua c:ksi.

[Ekso]

Kiitos Timo ja Lauri

Väännän itselleni asiaa vielä rautalangasta: Ts. luonnonvakiot, kuten esim. tyhjiön permittiivisyys ε0 eli sähkövakio ja tyhjiön permeabiliteetti μ0 eli magneettivakio, eivät ole matemaattisia vakioita kuten pii. Luonnonlait ovat johdettu enemmän tai vähemmän mittaustuloksista ja siten niitä ei voi verrata täysin matemaattisiin vakioihin. Luonnonvakioiden arvoja ei myöskään, ainakaan toistaiseksi, ole pystytty johtamaan mistään teorioista.
”Koulutukseni” fysiikan saralla on lukiotasoinen (+ Tähdet ja avaruus-lehden lukua jo vuosikymmeniä) ja pohdintaani saa kommentoida jos haluaa.

t.Esko

[mistral]

Tähän 4/2022:een ajattelin tuoda pari muuta kommenttia, Taivas vain hetkeä ennen töppäystä oli lääkettä sielulle, ei ne omat töppäykset niin pahalta tunnukaan kun muutkin töppää.
Kohti kaukaisinta tähteä oli ihan ajan hermolla, ainakin itse odotan vahvistusta alkuräjähdyksestä ja nyt sen pitäisi selvitä. Hubble näytti tärkeitä asioita mutta tämä Webbi on itse universumin syntymän äärellä.