‘Sneller dan licht wiskundig mogelijk’

Share Button

Al meer dan honderd jaar is het een dogma: niets kan sneller bewegen dan het licht, want in dat geval levert de speciale relativiteitstheorie onzin op. Maar klopt dat laatste wel? Wiskundigen zijn er nu in geslaagd een sneller-dan-licht beweging te beschrijven en zo Einsteins theorie voorbij de lichtsnelheid op te rekken.

Al is de speciale relativiteitstheorie meer dan 100 jaar oud, er blijken nog steeds verrassingen mogelijk.

Al is de speciale relativiteitstheorie meer dan 100 jaar oud, er blijken nog steeds verrassingen mogelijk.

Wat gebeurt er, als je sneller gaat dan het licht?
Volgens de speciale relativiteitstheorie gebeuren er drie dingen als je de lichtsnelheid nadert. De tijd van snel voorbijschietende voorwerpen lijkt langzamer te verlopen, deze voorwerpen lijken ook ingekort in de bewegingsrichting en hun massa lijkt toegenomen. Alle drie worden beschreven door de correctie met een vrij eenvoudige formule, de Lorentzfactor:
 \gamma (v) \equiv \frac{1}{\sqrt{1-v^2/c^2}} \
Dit wil zeggen dat naarmate de snelheid de lichtsnelheid dichter benadert, de breuk v2/c2 de 1 nadert, dus de wortel de nul nadert. Als v=c, dan verandert de wortel in  \sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}} \ =0, dus nadert de veranderfactor de oneindig. Maar wat als v > c, dus een snelheid groter dan het licht? In dat geval krijg je een wortel van een negatief getal. Een imaginair getal dus. Als je dit getal vermenigvuldigt met lengte of tijd, komen hier fysisch zeer lastig te interpreteren zaken uit. De reden waarom slechts een enkele natuurkundige zich er aan waagt.

“Logische” uitbreiding
Toepepast wiskundigen van de universiteit van Adelaide, Australië, hebben het nu toch aangedurfd om een kijkje te nemen in dit verboden gebied. Stel dat op een gegeven moment de snelheid hoger is dan c? Professor Jim Hill en Dr Barry Cox van de University’s School of Mathematical Sciences hebben om die vraag te beantwoorden, de speciale relativiteitstheorie van Einstein uitgebreid tot snelheden hoger dan de snelheid van het licht.  Hoe nemen twee waarnemers elkaars snelheid waar als hun onderlinge snelheid hoger is dan die van het licht? Beide heren claimen dat hun bewegingsvergelijkingen een logische en natuurlijke uitbreiding vormen van Einsteins speciale relativiteitstheorie en geen beroep doen op imaginaire getallen of gecompliceerde natuurkunde.

Inderdaad valt de formule die ze in hun samenvatting geven voor relativistische massa en energie qua complexiteit mee: Graphic  en de welbekende Graphic waarbij de Graphic staat voor de limiet-impuls (impuls is massa maal snelheid) voor een oneindig snelheidsverschil. Hoe groot deze limiet-impuls is, en of het hier wel om een reëel getal gaat, is uiteraard de vraag.

Bronnen
1. James M. Hill en Barry J. Cox, Einstein’s special relativity beyond the speed of light, Proceedings of the Royal Society A, 2012, DOI: 10.1098/rspa.2012.0340
2. Extending Einstein’s theory beyond light speed, Adelaide University News, 2012

Share Button

Germen

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

Dit vind je misschien ook interessant:

17 reacties

  1. Harm Ebbers schreef:

    does light have a sonic boom??
    asking this question stands to reason…

  2. Bart schreef:

    Wat is Toepepast wiskundigen?
    Ik zie dat een simpele spellingcontrole nog altijd te veel werk is? Erg visionair.

    • Jasper schreef:

      Mmm niet zo opbouwend Bart… :(
      Germen, leuk stuk. Ik ben benieuwd hoe dit zich weer vertaald naar een voorbeeld. Na even nadenken over de formule kwam er echter niets in me op

  3. Julie schreef:

    “Sneller dan licht wiskundig mogelijk” sluit mooi aan op http://www.visionair.nl/wetenschap/universum/video-hoe-groot-is-het-heelal/comment-page-1/#comment-38253   de expansie van het heelal.

  4. Elrandy schreef:

    Simpel, een lichtbron strooit licht in het duister. Voor een lichtbron is veel beweging (leven) nodig zoals vuur en vlam. voor het duister is veel creativiteit nodig voor als men toch een lichtbron wil maken zonder massa en energie, verlies en winst….
    8| 

  5. Haushofer schreef:

    Ik vind de toon van het stukje wat raar. Niets is heilig in de natuurkunde, zo ook de rel.theorie niet. Het kan best dat de theorie aangepast moet worden wanneer je voorbij bepaalde energieschalen gaat. Het probleem is dan echter dat bepaalde paradigma’s waarin werken, zoals kwantumveldentheorie, dan enorme problemen krijgen, getuige bv het Coleman-Mandula theorema of constructies van kwantumveldentheorieen die “lorentz-violating” zijn. Dus als iemand daar alternatieven voor heeft die getoetst kunnen worden, dan staat de fysica daar prima voor open. Het klinkt hier bijna alsof dat heiligschennis zou zijn. Dat is het niet, getuige de vele groepen die hier onderzoek naar doen.

  6. Haushofer schreef:

    De titel is ook raar. Natuurlijk is sneller dan het licht wiskundig mogelijk. Natuurkunde is geen wiskunde. Je hebt alleen (on)mogelijkheden binnen een bepaald natuurkundig paradigma. De wiskunde is slecht het stuk gereedschap wat je gebruikt.

  7. Elrandy schreef:

    Donker misschien? Volgens mij werken in het decimale stelsel de 1,2,3,4,5,6,7,8 & 9 samen voor de nul oo.

  8. Gerard Bischoff schreef:

    Twee zaklampen tegen elkaar laten schijnen geeft twee lichtbundels welke zich met 2x lichtsnelheid zich passeren
    En dat is de maximale informatie snelheid
    Einstein theorie laat zien dat de tijd/snelheid  langzamer word van een bewegend voorwerp
    Deze theorie laat iets met lichtsnelheid reizen en terug gekomen zijn wij ouder dan de reiziger maar we mogen die snelheid niet optellen
    Niemand heeft ooit dat getest
    Men probeert die reverentie snelheden om te rekenen naar ons stelsel en volgens mij mag dat niet omdat in elk stelsel de zelfde natuur wetten heersen , daar ga ik vanuit
    Het zijn echter wel interessante gedachten experimenten
     
     
     
     
     
     

  9. Harold schreef:

    Stelling:
    Niets beweegt sneller dan het licht.

    Wellicht beter:
    Niets, dat wij nu kennen, beweegt sneller dan het licht.

  10. Toch wel. Het kan in een virtueel gedachten wereld maar ook in onze wereld. Alleen zien wij dit dan niet meer omdat het project sneller gaat dan het licht en niet meer in onze tijd ruimte bevind. Dus omgekeerde formule. E-MC² maar sneller dan het licht krijg je -E=M-C² omdat er wel massa is maar geen waarneembaar energie en licht. Dus onzichtbaar en sneller dan het licht. In dit geval zou je dus E=MC²+t omdat tijd is gebonden aan C.

Geef een reactie

Advertisment ad adsense adlogger