‘Neutrino’s sneller dan licht vanwege sprong door andere dimensie’

Share Button

Terwijl experimenteel fysici op enkele plaatsen in de wereld koortsachtig proberen de sneller-dan-licht meting van neutrino’s te herhalen – wat vereist is om het experiment te erkennen als valide – zijn theoretici druk bezig om dit voor de meesten totaal onverwachte resultaat te verklaren. Een meer buitenissige theorie: de neutrino’s reisden sneller dan het licht omdat ze afsneden door een andere dimensie.

De regel in de speciale en algemene relativiteitstheorie, dat niets sneller beweegt dan de lichtsnelheid, c, is onverbiddelijk. Tot voor kort is er geen enkel verschijnsel waargenomen dat zich sneller voortplant dan het licht. Weliswaar is een sneller-dan-licht golf na te bootsen, maar dit gebeurt dan door elektrische schakelaars sneller dan het licht tussen de schakelaars kan reizen, af te vuren. Er is dan geen causale verbinding tussen deze schakelaars: die zijn domweg zo ingesteld dat ze sneller dan het licht achter elkaar vuren.

Wat gebeurt er als iets sneller dan het licht gaat?
Zodra iets werkelijk sneller dan het licht beweegt, gebeuren er heel enge dingen met de Lorentz-vergelijking die de tijddilatatie (tijdvertraging) beschrijft. Voor een fysicus althans. In de Lorentz-transformatie, die de tijdvertraging beschrijft, zie hieronder, staat er in de noemer een wortel:

\gamma = \frac{1}{\sqrt{1-v^2/c^2}}

Let op wat onder dat wortelteken staat (1-v2/c2). Als de snelheid (v) groter wordt dan de lichtsnelheid (c), wordt v2/c2 groter dan 1, dus 1-v2/c2 wordt kleiner dan nul. Met andere woorden: er komt onder de wortel een negatief getal te staan. Dit mag niet volgens de wiskundeleraar van de middelbare school, maar lees even verder. Nu wordt het pas echt interessant.

De wortel uit een negatief getal is imaginair: het imaginaire basisgetal i is gedefinieerd als de wortel van -1. Iets dat sneller beweegt dan het licht, gesteld dat het kan, krijgt dus een imaginaire tijdlijn (en een imaginaire lengte). De reactie van de meeste fysici hierop is: dit kan niet, dit betekent niets. Een weinig visionaire opvatting. We weten immers uit andere terreinen in de natuurkunde dat imaginaire getallen hierin wel degelijk een zeer belangrijke rol spelen en ook fysisch relevante verschijnselen beschrijven. Denk bijvoorbeeld aan de (kwantum) Schrödingervergelijking, het fundament van bijna de hele natuurkunde, waar ook die ‘vermaledijde’  i in voorkomt:

i\hbar\frac{\partial}{\partial t} \Psi = \hat H \Psi

Kortom: waarschijnlijk missen we veel interessante verschijnselen door dit soort fantasieloosheid. Wie weet zijn er “onverklaarbare” verschijnselen die verklaard kunnen worden door aan te nemen dat een deeltje sneller dan het licht bewoog. Kortom: denk imaginair.

Een wormtunnel ziet er ongeveer zo uit. Zou dit de verklaring zijn voor de snelle neutrino's?

Een wormtunnel ziet er ongeveer zo uit. Zou dit de verklaring zijn voor de snelle neutrino's?


‘Neutrino’s bewegen exact met de lichtsnelheid

Het raadsel wordt nog groter door waarnemingen aan een hypernova in de Grote Magelhaense Wolk, SN 1987-a. Drie uur voor de eerste tekens van deze supernova op 168.000 lichtjaar afstand zichtbaar werden, begonnen neutrino-detectoren over de hele wereld als razenden signalen door te geven. Inderdaad wordt volgens de gangbare modellen voor sterevolutie bij een hypernova een belangrijk deel van de massa van de ster omgezet in een stortvloed van neutrino’s.  Neutrino’s razen overal doorheen zonder gehinderd te worden, in tegensteling tot lichtdeeltjes. Dit gedrag was dan ook keurig volgens de standaard astrofysische modellen. De snelheid van neutrino’s, zo werd hiermee aangetoond, is vrijwel exact gelijk aan de lichtsnelheid. Was hun snelheid inderdaad een veertigduizendste hoger dan de lichtsnelheid geweest, zoals in het CERN experiment, dan waren de neutrino’s vijf jaar eerder al aangekomen en waargenomen.

Fout in de afstandsmeting?
Volgens veel theoretici is dit het bewijs dat er iets aan het experiment niet klopt. Misschien dat het Italiaanse lab dichter bij het CERN ligt dan eerder aangenomen. Om het verschil van een veertigduizendste te verklaren, zou Gran Sasso dan hemelsbreed 18 m dichter bij Zwitserland moeten liggen dan tot nu toe aangenomen. De afstand is, volgens CERN en OPERA onderzoekers althans, echter tot op twintig centimeter nauwkeurig bekend. We kunnen er van uitgaan dat ook deze mogelijkheid de komende weken grondig nagelopen zal worden.

Reizen neutrino’s door andere dimensies?
Uiteraard doen ook aanhangers van de snaartheorie een duit in het zakje. Zo ziet zij hierin een bewijs dat de neutrino’s door een andere dimensie heen reizen, waardoor ze als het ware ‘afsnijden’. Dit zou een spectaculaire ontdekking zijn. Als we dit effect kunnen manipuleren, zouden we sneller dan het licht kunnen reizen of communiceren, of misschien zelfs naar een ander heelal reizen. N-branen, stukken ruimte met één of meer dimensies, maken een belangrijk deel uit van snaartheorie. Volgens de theoretici zou in een sterk vervormd braan de speciale relativiteitstheorie niet meer opgaan en zullen er afwijkingen ontstaan.

Bron:
onder meer New Scientist

Share Button

Germen

Hoofdredacteur en analist (Visionair.nl) Expertise: biologische productiesystemen (master), natuurkunde (gedeeltelijek bachelor), informatica

Dit vind je misschien ook interessant:

41 reacties

  1. quark schreef:

    Spannend! Iets in mij hoopt dat het echt zo is, dan heeft Einstein niet zozeer ongelijk maar is onvolledig, net als Newton.

    Ik volg Matti Pitkänen en zijn TGD al een tijdje (hoewel de wiskunde ver oven m’n pet gaat) en vond dit:
    http://matpitka.blogspot.com/2011/09/speed-of-neutrino-larger-than-speed-of.html

    • Germen schreef:

      Ik heb het artikel gelezen.
      Inderdaad zeer interessant, absoluut een leestip. Bedankt!

      • Julie schreef:

        Germen,
        Er staat in die tekst “Het lichtsnelheid geïndentificeerd als kosmisch lichtsnelheid zou 27 procent kleiner zijn dan de maximale signaalsnelheid”. Kan dit te maken hebben met de ‘verschillende’ neutrino`s; er bestaat het electron + neutrino, het mu-lepton (muon) + neutrino die je ook in kosmische straling aantreft, en het tau-lepton (tauon) + neutrino, die in deeltjesversnellers gevonden worden.

  2. Julie schreef:

    Er zijn mazen in de (natuur)wet.

  3. Ruud schreef:

    Heb hier helemaal geen verstand van, maar kan het zijn dat de lichtsnelheid (in werkelijkheid) niet constant is, maar rekbaar,krimpbaar?

    • Ricardo schreef:

      De lichtsnelheid is wel nog gewoon constant hoor, de aanname dat niets sneller kan dan licht lijkt alleen gesneuveld.

      Wat wel, in mijn ogen, een probleem is met de constante lichtsnelheid is de waarneming. De afstand kan zo variabel als wat zijn zoals bijv. vlak bij een zwart gat, waar ruimte kan inkrimpen. Dan is de snelheid van het licht wel gelijk, de af te leggen afstand is dat niet. Voor een waarnemer is dat niet te detecteren waardoor de illusie kan ontstaan dat iets sneller dan het licht gaat terwijl dus eigenlijk de afstand (tijdelijk) korter is.

    • Julie schreef:

      Bij de ‘Lorentzcontractie’ wordt er hierin verder op ingegaan.
      http://nl.wikipedia.org/wiki/Hendrik_Lorentz#Lorentzcontractie

  4. Julie schreef:

    Ruimte heeft afmetingen en bij een zwart gat worden die beïnvloedt door de lichtsnelheid die daar heerst en de ruimte krimpt in. (ik denk dat het zo gaat.)
    Sommigen denken ook dat het foton die de frequentie ‘schrijft’, een grotere afstand in tijd aflegt dus sneller gaat dan.
    Dus het foton in gammastraling ‘trilt’ heel snel maar bijv. gammastraling is juist extreem kortgolvig. Hoe groter de frequentie hoe kleiner de golflengte. Germen heeft mij eens uitgelegd:
    Voorbeeld; een foton van 1 Hz heeft een golflengte van 300.000 km. Gammastraling is extreem kortgolvig. Bij nog hogere frequenties worden op een gegeven moment de fotonen kleiner dan de Schwarzschildradius voor die hoeveelheid energie. Dit heet de Planckenergie en dan veranderen ze in een zwart gat. Dit is 10.000 maal meer dan wat tot nu toe waargenomen is in kosmische straling.

    Als je frequentie in golflengte wil omrekenen:
    golflengte = lichtsnelheid/frequentie.
    Dus 300.000 Hz is een golflengte van 300.000 km/s gedeeld door 300.000 per seconde = 1 km.

    Maar ze zeggen dat dit over neutrino`s gaat, niet over fotonen zelf.

  5. Julie schreef:

    C = lambda*f.
    C is constant in een medium, dus als lambda (golflengte) toeneemt, neemt f (frequentie), en dus ook energie) af.
    Maar als het medium krimpt..
    Volgens Horava bestaan ruimte en tijd los van elkaar. Hij paste de algemene relativiteitstheorie aan op twee punten. Hij verwijderde de Lorentz-invariantie, de aanname dat bij heel hoge snelheden de tijd evenveel vertraagt als de lengte inkrimpt. In zijn theorie verandert bij extreem hoge energie de tijdsvertraging veel minder dan de lengte.
    Uit de algemene relativiteitstheorie blijkt geen voorkeur in de tijd. Maar in Horava`s theorie is er wel een tijdpijl van verleden naar toekomst.
    Misschien krijgt Horava nu meer gelijk dan Einstein want natuurwetten zijn niet altijd hetzelfde.(ook niet bij donkere energie en donkere materie.)

    • Germen schreef:

      Inderdaad een goede verduidelijking voor lezers die nog niet weten wat de relativiteitstheorie in grote lijnen inhoudt :)
      Ruimtetijd en deeltjes moeten alle uit een verschijnsel voortkomen. Maar welk? Dat is waar het saemn proberen te voegen van de relativiteitstheorie en kwantummechanica om draait. Spannende tijden.

  6. Patrick Savalle schreef:

    “Kortom: waarschijnlijk missen we veel interessante verschijnselen door dit soort fantasieloosheid. Wie weet zijn er “onverklaarbare” verschijnselen die verklaard kunnen worden door aan te nemen dat een deeltje sneller dan het licht bewoog. Kortom: denk imaginair.”

    Amen.

  7. De Hoon. schreef:

    Hoi ,

    Even een reactie naar aanleiding van dit bericht.
    Het neutrino heeft vermoedelijk via een wormgat een kortere route genomen?

    -Laatste metingen WMAP en andere soortgelijke onderzoeken wijzen uit op een vlakke ruimte-tijd,met uitzonderding op zware massieve objecten als b.v een supermassief zwart gat die plaatselijk de ruimte-tijd enorm kromt.
    En de Aarde die natuurlijk de ruimte-tijd veel minder kromt.
    Is dit een wormgat in de kromming van de ruimte-tijd door de massa van de Aarde.
    (vanwege de geringe overschrijding van c).?

    Maw,
    Wormgaten zijn niet interresant om grote afstanden te maken in de ruimte-tijd omdat de ruimte globaal gezien vlak is.
    Hypothese,
    Als je het experiment bij een zwart gat uitvoert zal het wellicht geen 60 nanoseconden overschrijding zijn ,maar misschien wel 10 seconden?

    Conclusie,
    Dat een neutrino een fascinerend deeltje is !
    Dat e=mc2 blijft gelden voor alle deeltjes,als uitzondering op het neutrino bij kromming van de ruimte-tijd.

    • Sceptisch schreef:

      Zo zie je maar weer hoe het visualiseren van berekeningen voor chaos en waanzin oplevert.
      Kromme ruimte kromme tijd? Pfffffffff

      Dat onware beeld is ontstaan uit het beeldend pogen uit te leggen wat met moeilijke zwaartekracht en tijdsformules bedoeld wordt.Plaatjeswerk voor kinderen en niet specialisten.
      Nu rennen er …zelfs in de wetenschappen over al ruimtebenders en controlefreaks rond met de meest bizarre ideeen en theorien.

      Ruimtekromming is simpel in een beeld getekend en uitgelegd voor van hoe dichter een voorwerp bij een andere massa of planeet komt desto sterker de aantrekkingskrachten . That´s it That´s ALL!

      Tijdvervormingen bestaan ook niet.Het wil simpel zeggen dat van onder omstandigheden verkerend object de afloopprocessen versnellen of vertragen.Een biefstukje in de vriezer leggen om het langer houdbaar te maken haalt men einstein ook niet bij en bedenkt dan zelf wel dat niet de tijd maar andere invloeden het langer houdbaar maakten.

      Wormgaten bestaan ook niet als taxi.Mocht er SDL optreden in een wormgat -als deze bestaan- is men met iets van een micrometer of zo gevorderd vanwege de niet door mij gepropageerde microscopische afmetingen.

  8. De Hoon. schreef:

    De afbeelding van dit artikel is niet juist weergegeven.
    Het laat de ruimte-tijd zien als een gekromd zadel,terwijl de ruimte vlak is (globaal) uitzondering bij massa.

    Eerder een hele flauwe kromming,vanwege de gering overschrijding c.

    • Julie schreef:

      Volgens mij wordt C niet overschreden, maar gelden relativistische effecten. (Lorentz-symmetrie). Waar ‘jij’ snel gaat, gaat de tijd langzamer, en zijn afstanden korter. De afbeelding laat een binnendoorweggetje zien, maar de massa in het heelal hangt niet in een netje maar is helemaal rondom omgeven door ruimtetijd. Op afbeeldingen zie je dat de ruimte-tijd mazen bij massa groter worden i.p.v. kleiner, alsof de massa er in hangt, maar massa wordt er door omgeven, en oefent zwaartekracht uit. Waar de ruimte-tijd aangetrokken wordt (dus niet “aan getrokken” zodat het uit-rekt) is dan bij massa waar je normaal niet doorheen kan. Uitdijing van het heelal is denk ik ook niet uitrekken van de ruimte-tijd, maar meer uitstrekken.
      Normaal gesproken kun je dus niet door de massa, maar neutrino`s wel. Dat ze zo`n hoge snelheid kunnen krijgen kan dan zijn omdat ze zich niet binden aan gravitatonen. (zwaartekracht). Zo nu heb ik eens verteld wat ik denk, tot nu toe.

  9. lange wapper schreef:

    Spijtig dat we Einstein’s mening niet kunnen vragen …

  10. Roelof schreef:

    Dit artikel laat veel ruimte over voor wat ik in een vorig artikel al over dit onderwerp schreef. Daarin schreef ik dat de deeltjes een eigen wormgat creëren. Het rekensommetje dat hierin werd beschreven had een negatieve uitslag. Deze negatieve uitslag zal ook wel eens kunnen betekenen dat dit deeltje negatieve energie draagt. Op die manier creërt deze neutrino een wormgat of een warpveld om zichzelf. als dat klopt, blijft de relativiteits-theorie behouden.

  11. Asghard schreef:

    Ben dus geen wetenschappen maar zo’n imaginair figuur die overal graag over filosofeerd. In mijn optiek is het geheel niet ondenkbaar dat wanneer iets sneller dan het licht gaat, het daarmee dus via een andere dimensie of wormgat reist. Misschien trekt het aan de ruimte kromming waardoor het lijkt (voor onze 3 dimensionele waarneming) alsof het sneller gaat dan het licht, maar eigenlijk gewoon de ruimte heeft gevouwen. En zo kan ik er nog wel een paar bedenken waarvan de wetenschappers zeggen, NEE, dat kan niet want…….. En dan zeg ik, omdat iets “nog” niet bewezen is dat het kan of bestaat, wil ook niet zeggen dat het niet kan of bestaat.

    Afijn, ik geniet in ieder geval van dit soort berichten en kijk met spanning uit na de onderzoeken en hoop stilletjes toch dat de relativiteitstheorie niet geheel komt te vervallen, maar een aanvulling behoeft.

    • suus schreef:

      Wat ji daar zegt is helemaal niet anders dan sommige wetenschappers zeggen, en kun je ook alleen maar zeggen omdat wetenschappers er zo over hebben nagedacht. Sowieso gaat niet de hele relativiteitstheorie vervallen; net als dat de wetten van newton het hier op aarde prima doen, kun je met deeltjes groter dan neutrino’s nog steeds goed varen op einstein.

  12. Roja schreef:

    Als niet-wetenschapper ben ik niettemin razend geinteresseerd in dit soort raadselen, barstens vol met fraaie paradoxen. Als nader onderzoek uitwijst dat er deeltjes zijn die sneller dan het licht ‘reizen’, dan zet dat toch ook onze denkbeelden over verleden en heden en toekomst op losse schroeven? En zo ja, ‘moeten’ we dan ook onze denkbeelden over leven en dood herzien? Verbeeld ik het me, of lijkt het alsof de fysica en, bij voorbeeld, para-psychologie nader tot elkaar komen? maw veel van wat als zweverig werd/wordt gekenschetst, zou wel eens een volstrekt normale manifestatie kunnen zijn van de ‘gewone’ natuurkunde. Hoe denken jullie daar over?

  13. Pieter schreef:

    @Roja: Wat betreft de parapsychologie heb ik dat idee al enkele jaren . Mogelijkerwijs zijn bepaalde helderziende waarnemingen of voorgevoelens niets anders kwantum effecten of fluctuaties op de tijdlijn . Maar het blijft natuurlijk uiterst speculatief ,dit soort dingen.
    Een zeer interessante verhandeling staat op grenswetenschap.nl : reizen door de kwantum realiteit. inmiddels al bij deel 10.

  14. Roja schreef:

    @Pieter: dank voor je reactie. Ik ga meteen kijken.

  15. suus schreef:

    Ik vind het een beetje moeilijk te geloven dat neutrino’s voor de baan San Grasso-CERN een wormhole zouden nemen. Zelfs wij nemen daarvoor gewoon de auto.

    • Julie schreef:

      De eerste dimensie is lengte,
      de tweede dimensie is breedte (geen breedte zonder lengte, breedte + lengte = een vlak),
      de derde dimensie is hoogte (geen hoogte zonder lengte + breedte, lengte + breedte + hoogte = ruimte),
      de vierde dimensie is tijd.
      Ik denk dat als iets door een ruimte beweegt, het meer tijd kost dan door een vlak respectievelijk door een lijn. Een neutrino gaat misschien niet door de drie dimensies maar alleen door de eerste. Het heeft dan ook geen binding met gravitatonen.

  16. koos schreef:

    ik werk al 30 jaar in de elektronica met alle soorten en verschillenden hoogtes van spanning als het wel eens fout gaat krijg ik de schok eerst dan pas de lichtflits die erbij komt wie is er dan sneller

  17. Jos schreef:

    Kan nog steeds een meetfout zijn.
    Nauwkeurig meten dus !

    • Julie schreef:

      Dat geldt misschien voor neutrino`s. Van licht en zenuwimpulsen staat de snelheid vast.

      • Barry schreef:

        @Julie,

        De snelheid van licht staat niet altijd vast.

        http://tweakers.net/nieuws/36964/onderzoek-naar-bevroren-licht-voor-optische-computer.html

        Nadat zij erin geslaagd waren om de lichtsnelheid drastisch te verlagen, is het wetenschappers van de Harvard University gelukt om het licht compleet stil te leggen. Met hetzelfde apparaat als de groep onder leiding van professor Lene Hau eerder gebruikte om het licht te vertragen, zijn de wetenschappers er nu in geslaagd om de deeltjes stil te leggen. Hiervoor wordt gebruikgemaakt van ultrakoele natriumatomen, die ook wel Bose-Einstein-condensaten (BEC) worden genoemd. De BEC’s kunnen gebruikt worden om gecontroleerde coherente processing toe te passen met het licht.

        Als licht door verkoeling kan vertragen of stilgelegd kan worden dan gaan neutrino´s automatisch sneller dan licht.

        • Julie schreef:

          Ja, je kunt die snelheid wel manipuleren, maar ik bedoel de reguliere snelheid in vacuum.

        • Barry schreef:

          @ Julie,

          Er bestaat geen reguliere snelheid in vacuum. Het BEC is gebaseerd op het streven naar het absolute nulpunt -273,15. BEC hoeft dus niet -273.15 te bereiken om licht effectief te vertragen.

          Het koudste punt wat gemeten is, is -270 graden. Deze 3 graden verschil is de warmte die veroorzaakt wordt door het nagloeien van de Big Bang. Verder terug in het universum, oftewel op grotere afstand van de plek waarvan aangenomen wordt waar de Big Bang is ontstaan zou de temperatuur wel het absolute nulpunt moeten hebben. Dit betekent dat op grotere afstand van de aarde het licht zonder kunstmatige handelingen in een laboratorium uit zichzelf vertraagt.

          Dit neemt de complicatie met zich mee dat bijvoorbeeld roodverschuivingen in metingen waarop de snelheid van het heelal zich verwijderd ook niet noodzakelijkerwijs hoeven te kloppen.

          http://www.ikhebeenvraag.be/vraag/4905

        • Germen schreef:

          Er bestaat wel degelijk een maximale lichtsnelheid. Dit is in vacuüm 299 792 km/sec.
          of er nu wel of geen achtergrondstraling is, deze snelheid blijft hetzelfde.

  18. Barry schreef:

    @Germen,

    http://news.discovery.com/tech/teleportation-quantum-mechanics.html

    Dit artikel draait zich om 2 verstrengelde lichtdeeltjes waarvan 1 deeltje sneller dan het licht op de plaats van bestemming arriveerde. Er wordt gesproken van teleportatie maar dit woord is niet correct, de verstrengelde deeltjes blijven gewoon met elkaar verbonden en dus is het niet teleportatie maar reizen. In vacuum is die snelheid 2299792 km/sec. Buiten een laboratorium om bestaat het absolute vacuum niet eens, er is altijd materie aanwezig.Licht is licht, het doet er niets toe of het verstrengeld licht is. Als 1 van de 2 verstrengelde deeltjes sneller dan het licht arriveerde op de plaats van bestemming dan bestaat de grens van 299792 km/sec ook niet meer.

  19. Jos schreef:

    Daar ben ik niet zo zeker van.
    Deze achtergrondstraling wordt namelijk OVERAL gemeten, omdat hij een restant
    zou zijn van de “Oer-explosie”.
    Dit wil zeggen dat de ons bekende lichtsnelheid (van de fototen dus) altijd gemeten wordt met de achtergrondstraling.
    Of je moet laboratorium omstandigheden creëren, op het absolute nulpunt en toch de lichtsnelheid nauwkeurig genoeg meten. Kan dat ???
    Zou de achtergrondstraling die dus overal aanwezig is ’n kleine invloed hebben op de lichtsnelheid en de neutrino’s minder beïnvloeden ?

  20. Sterre schreef:

    Was het niet al in 1987 aangetoond dat neutrino’s sneller reizen dan het licht?
    Op 23 februari 1987 zag de Canadese student Ian Shelton het licht van een ster explosie aan de rand van de Tarantulanevel, dit was circa 3 uur later dan het observatorium Kamiokande II elf neutrino’s registreerde agv dezelfde explosie.

    Is dit te kort door de bocht? Ik hoor graag van jullie.

    Alvast dank,

    • Sceptisch schreef:

      Voor een sterexplosie zich naar buiten en binnen bereik van de detectiegrenzen heeft ontwikkeld zijn neutrinos al dwars door alles en zelfs de kern heen hard op weg.Verschillen zijn dus verklaarbaar zonder exotische vaagheden.

  21. Sceptisch schreef:

    Ik neem aan dat het een hoax is om de volgende budgetronde door te komen?

  22. Harold schreef:

    De stelling is dus:
    Niets gaat sneller dan het licht.

    Misschien is deze versie beter (voorlopig):
    Niets, dat wij kennen, gaar sneller dan het licht.

  23. Harold schreef:

    *gaat
    :) freudiaanse vertyping.

Geef een reactie

Advertisment ad adsense adlogger