De wetten van de Natuurkunde
Vraag
Wat zijn: De wetten van de Natuurkunde ?
Beschrijving
De wetten van de Natuurkunde zijn een zet van beschrijvingen die aanduiden hoe de werkelijkheid veranderd en zich ontwikkelt
In ieder discussie is het zeer belangrijk om aanteduiden over welk deel van de werkelijkheid het gaat.
Als in deze werkelijkheid alleen physiche verschijnselen van niet-levende oorsprong is inbegrepen, dan zijn deze beschrijvingen en wetten betrekkelijk eenvoudig.
Als in deze werkelijk alles is inbegrepen, met inbegrip van het gedrag en de ontwikkeling van alles wat leeft, dan zijn deze beschrijvingen en wetten veel complexer.
Antwoord deel 1
Voor sommige de volgende stelling is van toepassing:
- De wetten van de Natuurkunde zijn constant en daardoor kunnen wij de toekomst voorspellen.
Het is de mening van de auteur dat deze uitspraak van weinig waarde is.
De auteur is van mening dat het Onzekerheids Principe een onderdeel van De wetten van de Natuurkunde is en dientengevolge zit er een zekere fout marge in die voorspellingen.
De auteur is van mening dat een appel alijd valt, waar je ook bent.
Als je uitgaat van precies de zelfde omstandigheden dan zal de appel op dezelfde manier vallen.
De auteur is meer met het volgende eens:
-
De wetten van de Natuurkunde zijn een verzameling van feiten, meestal in wiskundige vorm, welke de werkelijkheid beschrijven.
Het is een functie van ons allen om deze wetten te ontdekken.
Des te beter we deze wetten kennen des te nauwkeuriger we de toekomst kunnen voorspellen.
Antwoord deel 2
Je zult hier niet het uiteindelijke antwoord vinden, slechts enige gedachten en opmerkingen.
-
Wat is de werkelijkeid?
De Werkelijkheid is de toestand van het Universum at een bepaald ogenblik in bestaat uit alles wat bestaat.
-
Dat wat we nu zien is de Werkelijkheid niet.
Wat we zien is een beeld van het verleden, een deel van de Werkelijkheid uit het verleden.
De verder weg je kijkt, des te langer geleden gebeurde dat wat je ziet.
-
Iedere mens is zich bewust dat hij of zij bestaat. Dit bewustzijn zetelt in onze hersenen, in onze geest. Slechts dit bewustzijn in onze hersenen is deel van de Werkelijkheid. Al het overige is geschiedenis.
-
Hoe verder weg we iets zien, des te vroeger in het verleden het heeft plaats gehad.
Deze betrekking wordt beschreven door de volgende formule: t = l/c . l =
de afstand tot de waarnemer and c is de snelheid van het light.
Deze wet is geen onderdeel van "De wetten van de Natuurkunde", want het beschrijft de werkelijkheid niet, maar slechts wat we zien.
-
Wat waar is voor dat wat we zien is ook waar voor onze andere zintuigen i.e. dat wat we horen (geluid) en dat wat we ruiken heeft zijn oorsprong in het verleden.
Het belangrijkste is de snelheid waar mee deze invloeden zich voortplanten. De snelheid van reuk is het langzaamste.
-
De beste manier om de werkelijkheid te bestuderen is in het donker, in je geest.
In je geest kun je met oneindige snelheid reizen en kun je alle plaatsen van het Universum tegelijk bezoeken.
Dat is precies wat we gaan doen.
Sluit je ogen en probeer je het volgende voortestellen:
-
Plaats vier punten in de ruimte op grote maar gelijke afstanden. Noem deze punten A,B,C en D
-
Plaats vier extra punten in de ruimte. Noem deze a,b,c en d. De acht punten vormen een kubus.
-
Plaats je zelf op een punt, spring naar de volgende, naar de volgende etc. Totdat je alle punten bezocht hebt. In je hoofd (hersenen) kun je dat tegelijkertijd doen i.e. je kunt alle punten in dezelfde werkelijkheid bezoeken (zien)
-
Plaats een lamp op alle punten. Draai alle lampen tegelijkertijd AAN.
In je hoofd kun je dit gemakelijk zien. Hoe je dit doet, tegelijkertijd, is van geen belang hier. Echter in principe is dit mogelijk.
In plaats van licht kun je ook denken aan een Supernova of een exploderende ster in de ruimte.
- Draai alle lampen tegelijk UIT.
-
Blaas nu rook in jouw Wereldbeeld, draai alle lampen tegelijkertijd AAN en weer heel snel UIT
Van uit ieder punt ontstaat licht in een bol vorm.
De straal van iedere bol groeit met de afstand.
Omdat de acht punten een vierkant vormen, is er een punt waar alle bollen elkaar even zullen raken. Dit punt is in het centrum van de kubus. Daarna zullen de bollen verder naar buiten groeien.
-
Neem nu aan dat de 8 punten verbonden zijn door vaste stafen en dat het geheel zich als een ruimteschip door de lucht beweegt. Doe alle lampen tegelijk AAN en UIT. Opnieuw zullen alle licht bollen in een punt bij elkaar komen, maar niet in het centrum van de kubus. (Of is dit verkeerd ?)
-
De Speciale Relativiteits theorie vertelt een verschillent verhaal. Als je een lichtbron AAN en UIT doet, op het punt P1 in het centrum van een bol, dan zal het licht, na weerkaatsing tegen deze bol, weer bij elkaar op een punt p2. Punt p2 is opnieuw in het centrum van de bol, onafhankelijk van de snelheid van de bol.
-
Plaats nu acht klokken met dezelfde tijd, bij ieder van de 8 punten.
Bekijk alle klokken tegelijk.
Hoogst waarschijnlijk zal de tijd van iedere klok verschillend worden. Sommige klokken lopen langzamer, andere klokken lopen sneller.
-
Laat de kubus een aantal omwentelingen rondom een van de punten draaien (Bijvoorbeeld A)
In dat geval lopen alle klokken langzamer vergeleken met de klok waarom de kubus draait.
-
Uitendelijk stop met draaien ( dit is niet echt noodzakelijk) en beweeg alle klokken naar een gemeenschappelijk punt.
Bekijk de uiteindelijke waarde op de klokken. (Klok A zal de laatste tijd hebben, alle anderen staan vroeger)
-
Open je ogen en kijk naar de klokken in het echt.
-
Het volgende experiment is nu het vorige experiment te herhalen maar nu "in het echt".
Start met alle klokken op het zelfde punt en met dezelfde tijd.
Beweeg iedere klok naar een verschillend punt.
Draai de kubus een aantal malen rondom punt A and beweeg alle klokken terug naar het gemeenschappelijke punt.
De uitkomst van beide experimenten (gedachten versus werkelijk) zou hetzelfde moeten zijn (Klok A moet de laatste tijd hebben).
Is dit in overeenstemming met wat we nu onder "De wetten van de Natuurkunde" verstaan?
Dit experiment toont de Paradox met de Tweelingen, niet met twee maar nu met acht personen.
dat is de werkelijkheid in drie dimensies.
Het is de mening van de auteur dat de Wetten van de Natuurkunde een beschrijving van de werkelijkheid is die je zojuist bezocht hebt.
Het is de werkelijkheid die bestaat onafhankelijk van de mens of zijn invloed (behalve als we dicht bij onze Aarde zijn)
In deze werkelijkheid zagen we hoe light zich gedraagt en zich voortbeweegt in de vorm van een bol. Voor de zwaartekracht (of de gravitonen) is hetzelfde van toepassing. De belangrijkste vraag is of de snelheid van beide (photonen en gravitonen) het zelfde is of dat ze verschillend zijn.
In deze Werkelijkheid is er geen plaats voor
de kat van Schrödinger,
omdat alle processen zich afspelen onafhankelijk van menselijke invloeden.
Binnen deze werkelijkheid is er geen plaats voor onzekerheid.
Er is geen onzekerheid in de manier hoe fysische processen zich gedragen.
Ten minste niet enige vorm van onzekerheid die uiting geeft aan onze gebrekkige manier om de werkelijkheid waartenemen.
Het is deze zelfde onnauwkeurigheid die deel is van onze beschrijving van de werkelijkheid.
De Zon en de planeten zijn ook een onderdeel van de Werkelijkheid.
Een methode om een goed idee te krijgen hoe de werkelijkheid evolueert, is door middel van een simulatie.
Idere komplete simulatie laat de positie van de planeten zien gedurende een zekere periode, onderverdeeld in een reeks van discrete tijd stappen.
De eerste stap toont de begin posities van alle planeten.
De laatste stap toont de uiteindelijke positie.
Om een onderscheid te maken tusen de verschillende tijdsstippen gebruiken we verschillende kleuren.
Bij iedere stap (of berekening) worden de plaatsen van alle planeten berekend en getoont met een bepaalde kleur.
Bij de volgende stap worden de plaatsen opnieuw berekend en getoont met een verschillende kleur.
De plaatsen van allen planeten met dezelfde kleur, tonen ieder een werkelijkheid.
Met deze simulatie zijn er drie belangrijke problemen:
- Hoe berekenen we de plaats van de planeten op elke werkelijkheid.
- Wat zijn de begin posities.
- Wat zijn de uiteindelijke posities.
De berekening die we gebruiken om de plaatsen van de planeten te berekenen, is een van de wetten der Natuurkunde.
De eerste benadering van deze berekening is de Wet van Newton.
Echter de wet van Newton is niet kompleet.
De wet van Newton neemt aan dat krachten direct werken.
Dit is niet overeenstemming met de waarnemingen en met ons fysisch model dat dit beschrijft.
In ons model is de snelheid waarmee de zwaartekracht zich voortplant eindig.
De wet van Newton moet worden uitgebreid om hier mee rekening te houden.
De begin posities vereisen waarnemingen. Er zijn echter drie problemen met deze waarnemingen:
-
De waarnemingen moet allen op hetzelfde tijdstip gedaan worden. Als dit niet het geval is dan moeten deze waarnemingen worden aangepast zodat ze slaan op dezelfde start tijdstip.
-
Iedere planeet bevindt zich op een verschillende afstand. Dat betekend dat als jouw waarnemingen allen geldig voor een en hetzelfde tijdstip, de echte posities verschillend zijn. Dit moet in rekening genomen worden.
-
Als we de wet van Newton willen gebruiken dan moeten we rekening houden dat de zwaartekracht een eindige snelheid heeft.
Een gelijk aardig probleem bestaat er voor de uiteindelijk posities.
Omdat de uiteindelijke positie de ware plaats aan geeft op een bepaald moment, daarom is dat niet de plaats waarop je een planeet ziet.
Je ziet de planeet op zijn echte plaats later.
De wiskunde hiervoor beschreven, met in begrip van het concept dat de zwaartekracht zich voortplant (optie), is dezelfde als die gebruikt is bij de simulaties van deze site.
Het enige probleem is de snelheid waarmee de zwaartekracht zich voortplant. Om de voorwaartse beweging van de planeet Mercurius natebootsen neem ik aan dat de snelheid van de zwaartekracht veel groter dan c is.
Geen enkel experiment, gedaan tot nu toe, toont aan dat deze veronderstelling fout is
Simulaties van de Fysische Werkelijkheid
Lezers die geintereseerd zijn in de resultaten van professionele simulaties in de vorm van MPEG beelden moeten een bezoek brengen aan het volgende :
- Indiana University Astronomy Department - Movies !
- North Carolina State University Astronomy Department - High-Mass Eccentric X-Ray Binaries !link weg
- The Open University - Physics and Astronomy Cataclysmic Variables vervanging
De eerste referentie toont een hele mooie simulatie in 3D van het gedrag van galaxies i.e. hoe zij in een cluster ronddraaien.
Ik weet niet of wat de waarnemer ziet is een ogenblikkelijk beeld van de posities van de galaxies of dat tijd in aanmerking is genomen.
Bij iedere iteratie berekend het programma de positie van al de galaxies in x,y and z.
Als de beelden ogenblikkelijk zijn, dan worden deze posities geconverteerd naar beeldscherm coordinaten in x' en y' en dan getoont.
Als bij de beelden de tijd in rekening is genomen d.w.z. de tijd dat het duurt voordat de beelden de waarnemer bereiken (als een functie van de afstand), dan moeten de afstand in x,y and z aangepast worden voordat ze naar beeldscherm coordinaten x' en y' geconverteerd worden, om het beeld te laten wat de waarnemer in werkelijkheid ziet.
Onafhankelijk van wat men gekozen heeft: de simulaties zijn echt prachtig.
De tweede referentie toont prachtige simulaties in 2D.
De auteur is specifiek onder de indruk omdat zij in hoge mate het zelfde (eccentrische) gedrag tonen als van de planeet Mercurius rondom de Sun.
De volgende vraag kan men stellen: is er sprake van een voorwaartse beweging ?
Kommentaar
Geen
Orgineel: 27 May 1996
Het laatst aangepast: 16 January 2002
Terug naar het begin Inhoud van dit Document