Massan kasvu

[kuunylinen]

Hei
Kun massallinen kpl lähestyy valon nopeutta niin sen massa kasvaa koska siihen ynnätään liike-energia (ymmärtääkseni). Lähellä valon nopeutta massa on jo niin suuri että on mahdoton enää kiihdyttää. Mutta liile-energia on vain liikesuunnassa niin että jos astronautti kääntää rakettia 90 astetta niin liike-energian tuoma lisä nollaantuu ja taas voidaan kiihdytellä. Nopeus alkuperäiseen suuntaan säilyy ja siihen lisätään sitten sivusuunnan nopeuskomponentti. Ilmeisesti tässä ajattelussa on jokin pielessä?

Jos unohdetaan valon nopeus ja hyssytellään nykyisten rakettien max vauhtia joka on pieni ja rajallinen, ja jota ei pysty kasvattamaan, niin ilmeisesti siinä toimisi em. raketin kääntö 90 astetta ja kiihdyttää max vauhtiin Y-suuntaan, jolloin nopeus olisi 1.41 x alkuperäinen nopeus. Ja sitten vielä sama Z-suuntaan josta tulisi lisää vielä 1.23 x edellinen nopeus. Eli yhteensä 1.73 kertainen alkuperäiseen. Miksei se olisi näin?

[mistral]

Massa jaetaan 2 osaan, atomien massa joka pysyy vakiona ja avaruuden tuottamaan lisään, näin olen ymmärtänyt suhtiksen. Tarkoittaa että kun me etäännymme avaruuden laajentumisen vuoksi avaruuden toisen laidan materiasta vaikkapa 0,6c nopeudella, niin meillä kaikki atomit painaa normaalin verran, lisä tulee vain suhteessa toisen laidan materiaan, sieltä kaukaa joudutaan käyttämään älyttömästi energiaa  vaikkapa tennispallon kiihdyttämiseen, meillä riittää yksi 0,001 kWh:n lämäys samaan.
Mutta asia ei ole helppo ainakaan minulle, olen paljon miettinyt juuri tätä ongelmaa.

Niin vielä, kun hiukkaskiihdyttimessä lopetetaan sessio niin hiukkaset ajetaan sivuraiteelle ja törmäytetään muistaakseni kuparimalmiin, niin siinä juuri ilmenee relativistisen nopeuden tuottama suuri energia, pinenpienet hiukkaset saa tonnien malmin kuumenemaan. Hiukkaset kantaa mukanaan niihin pumpattua energiaa kun nopeusero malmiin on suuri. Kuitenkaan hiukkanen ei muutu miksikään eli energiavaraus ei näy mitenkään. Mutta avaruuden ominaisuudet ilmeisesti säilöö energiavarauksen ja se vapautuu tarkasti nopeuden mukaan.

[kuunylinen]

Saattaa olla että työntövoimaa kääntämällä voidaan suurta massaa vivuta vielä suurempaan nopeuteen mutta varmaa on että massa kasvaa kohti ääretöntä eikä sitä silloin enää voi kiihdyttää suurempaan nopeuteen minkäänlaisilla vipuvarsilla.

Jos unohdetaan massa ja sen kasvu niin ajan kulku loppuu lähestyttäessä valon nopeutta. Kun nopeutta m/s lisätään jollain arvolla jokainen sekunti mutta kun kello hidastuu ja lähestyy nollaa niin on helppo ymmärtää (helppo ja helppo?)että ei onnistu. Valon nopeus on kaikkien vakioiden kunkku.

[mistral]

Saattaa olla että työntövoimaa kääntämällä voidaan suurta massaa vivuta vielä suurempaan nopeuteen mutta varmaa on että massa kasvaa kohti ääretöntä eikä sitä silloin enää voi kiihdyttää suurempaan nopeuteen minkäänlaisilla vipuvarsilla.

Tuota noin, ajattele että atomi A menee massasta R niinkuin rautakuula poispäin 0.99999c nopeudella. Nyt A:n koordinaatistosta katsottuna R:ään on investoitunut valtava massa. Kuitenkin kun kuula otetaan käteen, se on normaalin painoinen. Tämä kertoo siitä ettei massa lisäänny kuulassa mutta jostainhan se investoitu energia pitäisi löytyä. Itse ajattelen että se on tallessa, viittaan siihen hiukkaskiihdyttimen kuvaukseen. Siinä sähkölaitos on jakanut energiaa niin ja niin paljon kiihdyttimeen ja kun sessio on ohi, kaikki energia löytyy edelleen, tosin osa siitä on mennyt magneettien ym. vastuksiin, mutta kuitenkaan säilymislakia ei olla rikottu. Mistä se piilossa oleva energia sitten löydetään kun se ei ole kuulassa? Ajattelen että se on "luonnonlaeissa" eli tässä tapauksessa suhteellisuusteorian mukaisessa luonnon rakenteessa.
Mutta myönnän että probleema on vaikea, ehkä aaltopuolelta löytyy selitys mysteeriin.

Muokkaus:
Yön yli nukuttuani en ole ollenkaan varma että A:n koordinaatistosta katsottuna R:ään on investoitunut mitään koska sen nopeus on muuttumaton ja A on se joka kiihdytettiin. Tosin suhteellisuusteoriassa on sellainen todellisuus ettei luonto "muista" mitä sekunti sitten tapahtui, luonto vaan on ja toimii lakiensa mukaan, tarkoitan jos menneisyydessä ei kiihdytetty R:ää, se ei välitä siitä mitään. Mutta täytyy sulatella...

[mistral]

Taas on mietitty ja uusia ideoita pukkaa. Nimittäin Enqvist sanoi youtuubilla erikoisen väittämän, 48 minuutin jälkeen sanoi ettei energia välttämättä säily
https://www.youtube.com/watch?v=iiGSssRm20E
Olen samaa mieltä tästä asiasta (vaikken kaikesta olekaan) että kun siirrytään eri koordinaatistoon niin energia ei säily ainakaan relativistisilla nopeuksilla. Kuinka tämä tieto siirretään "Massan kasvu" kysymykseen? Otan esimerkin:
Tehdään koe, kiihdytetään laserilla kiiltävä foliopaperi avaruudessa lähes valon nopeuteen. Oletetaan että folio on maahan päin jotta säteet heijastuu takaisin. Alussa kiihtyvyys on kova mutta kun doppler syö laserin tehoa, kiihtyvyys laskee. Lopulta doppler tekee sen että laserin aallonpituus kasvaa valovuosien pituiseksi eikä folio enää käytännössä kiihdy.
Tässä vaiheessa laseriin on investoitu vaikkapa 10kg:n massa energiaa (varmaan varmaan riittäisi Suomelle vuodeksi) mutta paperi ei vaan jaksa kiihtyä käytännössä. Ja nyt se idea: täällä maan päässä laseri kuluttaa energiaa kuin avaruusraketti mutta 1 gramman paperi ei vaan jaksa kiihtyä. Doppler kun menee äärettömyyksiin niin energia hukkuu sille tielle. Näin näyttäisi energia häviävän olemattomiin. Jos tämä pitää paikkansa, silloin on ymmärrettävää ettei kappaleiden massa kasva relativistisessa nopeudessa, näin siis säilymislaki romuttuu.
Mutta hiukkaskiihdyttin tilanne taitaa olla suljettu systeemi, siellä olettaisin säilymislain olevan voimassa.

[mistral]

Täytyy varoittaa että edellisen viestin idea on vain idea joka muistuttaa suhteellisuusteorian tilannetta: massaa ei saada koskaan c nopeuteen. Mutta samaa ajatusta voidaan myös kuvata protonitykillä, nyt aaltoliike korvataan massiivisella hiukkasella. Tykki ampuu 0,99999c nopeita protoneita folioon (oletus ettei mene läpi kalvosta), niin tässäkin pätee doppler-ilmiö, kun kalvo lähestyy valon nopeutta, protoni lähestyy sitä kuin etana. Mutta sitten tulee eroavaisuuksia:
Protoni kantaa jo lähtiessään vajaata c-nopeutta kun taas valo menee aina maksiminopeudella. Valo ei muuta kaikkea energiaansa kalvon liikkeeksi, vaan heijastuessaan liikemääräänsä, pieni osa valosta siis jää heijastuksen kautta jatkamaan matkaansa takaisinpäin. Suht. teoriassa taas kuvataan tarkasti kaikki joten ei tämä kalvokuvaus mene yksyhteen teorian kanssa.

[kuunylinen]

Tuossa lasertykkitapauksessa kiihdyttävä energia loppuu kiihdytettävästä kpl:sta katsotttuna koska lasersäteen taajuus lähenee nollaa ja taajuus taitaa olla suoraan verrannollinen energiaan.

Mutta vielä otsikkoon kun meteoriitti lähestyy maata vaarallisesti niin sen kyljessä räjäytetään ydinpommi, luultavasti kohtisuoraan kulkusuuntaan, se saa osan ydinpommin energiasta ja muuttaa suuntaansa (toivottavasti). Nyt uuteen nopeusvektoriin on ynnätty ydinpommista saatu sivuttainen liike ja nopeutta on enemmän. Tämä lisäenergia on joitain miljardeja osia meteoriitin kokonaisenergiasta kulkusuunnassa mutta on ainoa tapa millä liikerataa voi muuttaa. Tosin luin jostain että itte Albert käytti mieluimmin ajan hidastumista ja pysähtymistä selityksenä sille miksi nopeutta c ei saavuteta.

[mistral]

Kyllä, energia on suoraan verrannollinen taajuuteen.
 
Mieleen tuli ajan suunnan kääntäminen. Laserin aalto kun osuu 0,99999xc kalvoon, niin kun ajan nuoli käännetään niin kalvo emittoi pitkäaaltoisen fotonin kohti laseria. Nyt vaan kalvo on samassa nopeudessa mutta vastakkaiseen suuntaan eli kohti laseria. Siksi laseri ottaa sen vastaan hyvin energisenä. Ajattelen että tässä vaan luonnonlait säilöö energian.
Laki sanoo että näiden kahden koordinaatiston välinen energia on suuri ja suuruus riippu suoraan taajuuden muutoksesta.

[kuunylinen]

Tuohon alkuperäiseen 90 ast. suunnanmuutokseen lähellä valon nopeutta-juttuun niin se ongelma on newtonilainen ajatusmalli joka ei tähän sovi. Pitää vaihtaa einstainilaiseen jossa nopeudet lasketaan yhteen erilailla, suhteellisuusteorian korjauksilla. Vaikkapa kun 0.8c nopeutta lisätään 90 ast kulmassa  toiset 0.8c niin yhteenlaskettu nopeus voi olla alle 0.8c, ei ainakaan newtonilaisen vektorisumman mukainen tulos. Eikä missään oloissa yli c

Maan pinnalla ja näissä nopeuksissa newton on edelleen rautaa. Ja uskoisin että myös lähiavaruuden mekaniikkaan newton on voimassa kun nopeudet nykyraketeilla on jotain promillen luokkaa valonnopeudesta, tosin en ole tästäkään enää täysin varma

Muutoin katsoin tuon Ekqvistin opetusvideon missä hän totesi että energia ei säily mutta ei sanallakaan perustellut asiaa, perusteluja odotin. Ehkä seuraavassa videossa.

[mistral]

Tuohon alkuperäiseen 90 ast. suunnanmuutokseen lähellä valon nopeutta-juttuun niin se ongelma on newtonilainen ajatusmalli joka ei tähän sovi. Pitää vaihtaa einstainilaiseen jossa nopeudet lasketaan yhteen erilailla, suhteellisuusteorian korjauksilla. Vaikkapa kun 0.8c nopeutta lisätään 90 ast kulmassa  toiset 0.8c niin yhteenlaskettu nopeus voi olla alle 0.8c, ei ainakaan newtonilaisen vektorisumman mukainen tulos. Eikä missään oloissa yli c

Samaan suuntaan menevien yhteenlaskettu nopeus lasketaan käsittääkseni näin:
Lainaus ketjusta "Epäselvyys suhteellisuusteorian aika ja etäisyys käsityksissä"
#169
Onko tämä rel.nopeuksien yhteenlasku?

u = (v+w)/(1+vw)/c^2)

Löytyy täältä: https://users.aalto.fi/~thunebe1/courses/monjst.pdf

u = united velocity
v ja w = nopeuskomponentit
____________
90 asteen lasku on sitten arvoitus ainakin minulle.

Enqvist tarkoittaa energian säilymättömyydellä sitä kun siirrytään toiseen nopeuskoordinaatistoon eikä palata takaisin lähtökoordinaatistoon. Tämä on avoin systeemi, suljetussa systeemissä energia säilyy.

[kuunylinen]

Liikemassa josta on johdettu kaava massan kasvulle ja joka liikesuunnassa lähestyy ääretöntä nopeuden kasvaessa on ilmeisesti jätetty täysin pois käytöstä juuri tuon suunnanmuutos ongelman takia. Sivulle kiihdytettäessä kineettinen energia poistuu ja jää pelkkä raketin oma massa (wikipedia). Tätä asiaa on pohdittu sen verran korkealla tasolla aina Einstainista lähtien että ehkä on paras otta askel taakse ja unohtaa, ei se ainakaan tällä foorumilla muuksi muutu.

Mutta tuo lähiavaruuden raketin nopeuskikkailu pitäisi toimia kun nopeudet on esim promille valon nopeudesta. Siinä ei liike-energiasta tuleva massa näyttele käytännössä mitään osaa. Nopeuden kasvun esteenä on ymmärtääkseni rakettipolttoaineen rajallinen palo- ja purkunopeus.

Laskeskelin että nopeudella 0.001c sekunti venyy 0.5mikro sekuntia. Suhteellisuusteorin mukaiset korjaukset on tarpeettomia, mutta tietysti on voimassa.

Innoissani laskin toisenkin esimerkin jos ajaa päivässä 200 km, 100km/h, 200pv/v ja 20vuotta niin kello jätättää 0.12 mikrosekuntia. Samalla ajettu kokonaismatka (800 000km) pituuskontraktion takia lyhenee 96m. Bensiiniä säästyy ja pysyy nuorempana.

[mistral]

Yksi esimerkki energian häviämisestä on alkuräjähdys. Nuoren universumin energia oli valtaosaltaan säteilyssä eli siinä oli enemmän energiaa kuin materiassa. Kun aikaa kului, materia voitti säteilyn. Materiaa ei tullut lisää vaan säteily heikentyi, ja se tietysti tapahtui dopplerin eli punasiirtymän vuoksi.
Helsingin yliopiston sivuilta:
Maailmankaikkeuden aikakaudet:

•1 s < t< 10 s: Leptonien aikakausi: Elektronit muodostuvat
•10 s < t< n. 70 000 v: Säteilyvaltainen kausi
•70 000 v < t< 9,8 miljardia v: Materiavaltainen kausi
•t> 9,8 miljardia v: Pimeän energian hallitsema kausi

10 sekuntia - n. 70 000 vuotta säteily painoi tasapainovaa'assa enemmän kuin materia, siitä eteenpäin vaaka keinahti materian puolelle. Selitys on juuri yllä kuvattu, energia ei säilynyt siksi koska universumi ei palaa lähtökoordinaatistoon. Eli jos alkuräjähdystä tarkastellaankin vain lähtökoordinaatistosta niin silloin eletään vieläkin säteilyvaltaisessa universumissa eikä energia olekaan kadonnut. Mutta missä se koordinaatisto on? Ehkä se onkin juuri maassa mutta historian aikana valoaallot on kaikonneet meistä kauas, on ylivoimaiset esteet havaita niitä 1)etäisyys 2)suunta poispäin 3)signaaliviive miljardeja vuosia 4)universumin laajeneminen. Eli näkökulmasta riippuen joko olemme tai emme ole lähtökoordinaatistossa. Tämä ei kuitenkaan muuta hiekanjyvän massaa, se säilyy samana.

 

[kuunylinen]

Jos joku pystyy kumoamaan energian säilymislain niin Nobelin palkinto on varma, on senverran perustavaa laatua oleva asia että en usko, mutta jos kuitenkin niin nostan hattua.

Fotoni joka kipuaa poispäin painovoimakentästä punasiirtyy, menettää energiaansa mutta en usko että energia katoaa vaan muuttuu lämmöksi, tai ehkä lisää sen massaa jonka painovoimakentässä on. Tämän kun tietäis niin viisas olis.

[mistral]

Se että kosmologiassa säilymislaki kumoutuu, johtuu juuri koordinaatistovalinnasta. Valitsemalla lähtökoordinaatisto, laki ei kumoudu mutta ongelma on kun kaikista taivaanpallon suunnista tulevan taustasäteilyn suuntia on lukematon määrä ja näin koordinaatistojakin tulisi lukematon määrä. Käytännöllisistä syistä ollaan luovuttu lähtökoordinaatistoista, siksi energian säilymättömyys on näennäistä. Ajattelen että vapaasti saa valita kumman näkökulman ottaa, käytännöllisen tai 'fundamentaalisen'.

[kuunylinen]

Jos palataan alkuperäiseen kysymykseen missä suurella nopeudella oleva raketti käännetään 90 astetta niin siirrytään uuteen koordinaatistoon jolloin kaikki vanha taakka voidaan unohtaa?