door Don Lincoln, Ph. D., Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab)
de algemene theorie dat het heelal uitdijt met de snelheid van het licht is onjuist en een misvatting. (Image: NASA Images/)
hoewel niets sneller kan gaan dan licht in vacuüm, is het vrij gemakkelijk voor deeltjes om sneller te bewegen dan licht in materie door een medium zoals glas., Neem aan dat een fotonenbundel en een hoge energie muonbundel in dezelfde richting wijzen en met dezelfde snelheid reizen als licht. Hoewel is vastgesteld dat de snelheid van het licht zou vertragen binnen glas, de muon niet vertragen wanneer het door het glas en nog steeds de snelheid van het licht binnen.
leer meer over hoe relativiteit verkeerd begrepen wordt.
het Cherenkov-Effect
tijdens het werken met uraniumzouten opgelost in zwavelzuur merkte een jonge Russische natuurkundige, Pavel Cherenkov, een gloeiend licht op., Aanvankelijk werd het licht direct toegeschreven aan radioactiviteit, maar toen Cherenkov probeerde het effect te isoleren, realiseerde hij zich dat straling het zwavelzuur deed gloeien. Uiteindelijk kon hij aantonen dat zelfs water zou gloeien in aanwezigheid van veel straling. De Cherenkov-straling is vernoemd naar de student en treedt op wanneer een deeltje met een elektrische lading sneller reist dan licht door een optisch transparant medium zoals glas. Wanneer deze deeltjes sneller reizen, straalt het glas een verbluffende maar gevaarlijke blauwe kleur uit.,
Dit is een transcript uit de videoserie Understanding the Misvceptions of Science. Bekijk het nu, op de grote cursussen Plus.
Hoe werkt Cherenkov-straling?Cherenkov deelde zijn bevindingen met zijn scriptieadviseur Sergej Vavilov. Vavilov noemde het effect aan Igor Tamm en Ilya Frank, die erachter kwamen wat er aan de hand was. Cherenkov, Tamm en Frank wonnen in 1958 de Nobelprijs voor de natuurkunde. De Cherenkov straling is analoog aan een sonische boom die optreedt wanneer een straal vliegt sneller dan de snelheid van het geluid., Als de straal langzamer vliegt dan de snelheid van het geluid, dan verspreiden de geluidsgolven zich voor het vliegtuig. Maar wanneer de snelheid van de straal De snelheid van het geluid overschrijdt, comprimeert het de lucht ervoor. Als de jet steeds sneller vooruit gaat, gaat ook de gecomprimeerde energie vooruit. Wanneer de perslucht passeert, resulteert dit in een extreem hard geluid vergelijkbaar met een explosie als alle geluid in een keer aankomt. Wanneer de straal een geluid genereert door de lucht uit zijn weg te duwen, creëert het een reeks cirkels die verschijnen op elk punt dat de straal passeert., De cirkels optellen en maken een kegel van geluid dat het pad van het vliegtuig omringt.
Cherenkov-Effect in de kernfysica
het Cherenkov-effect is vergelijkbaar met de sonische boom, maar treedt op wanneer een geladen deeltje door een transparant materiaal gaat met een snelheid die groter is dan de lichtsnelheid., (Afbeelding: United States Nuclear Regulatory Commission / Public domain)
Cherenkov effect is vergelijkbaar met de sonische boom, maar treedt op wanneer een geladen deeltje door een transparant materiaal gaat met een snelheid groter dan de lichtsnelheid. Het geladen deeltje schudt de moleculen van het materiaal en ze geven licht af als het beweegt. Zoals in het geval van geluidsgolven, het uitgestraalde licht reist naar buiten in een cirkelvormig patroon met de snelheid van het licht, wat resulteert in een conisch patroon genaamd Cherenkov Effect., Natuurkundigen gebruiken het concept van Cherenkov-straling in Kernfysica of deeltjesfysica-experimenten om de snel bewegende deeltjes van de langzamere te onderscheiden. Dit komt omdat het Cherenkov-licht alleen wordt uitgezonden door elektrisch geladen deeltjes die sneller bewegen dan licht.
leer meer over hoe kwantummechanica werkt.
wat kan sneller reizen dan licht?Edwin Hubble combineerde zijn afstandsmetingen van de sterrenstelsels met de snelheidsmetingen van de Amerikaanse astronoom Vesto Slipher om een interessante grafiek te tekenen in 1929., Hubble postuleerde dat er een lineair verband was tussen de afstand van sterrenstelsels gemeten vanaf de aarde en de recessionele snelheid. Deze correlatie werd gezien als een duidelijk bewijs van een uitdijend universum en de oerknal.
echter, de expansie van het universum is in de loop van de tijd significant veranderd. Van het snel uitdijende universum ongeveer 14 miljard jaar geleden tot het tijdperk van donkere energie ongeveer 5 miljard jaar en het versnellen van de expansie nu, zijn de veranderingen dramatisch geweest. We weten dat Pluto niet met de snelheid van het licht van ons weg uitdijt, noch de Melkweg of de Andromeda melkwegstelsel., Volgens de hypothese van de Hubble is de recessieve snelheid 70 kilometer per seconde per mega parsec. Dus, een sterrenstelsel dat een mega parsec weg zal bewegen van de Melkweg met een snelheid van 70 kilometer per seconde terwijl een sterrenstelsel op een afstand van 2 mega parsec zal bewegen van de Melkweg met een snelheid van 140 kilometer per seconde. Hoe verder we ons verplaatsen, hoe sneller de objecten bewegen. Daarom is de algemene theorie dat het universum uitdijt met de snelheid van het licht duidelijk onjuist en een misvatting.,
Edwin Hubble postuleerde dat er een lineair verband was tussen de afstand van sterrenstelsels gemeten vanaf de aarde en de recessionele snelheid., (Image: the original uploader was Cosmo0 at English Wikipedia/Public domain)
laten we nu aannemen dat het universum inderdaad uitdijt met de snelheid van het licht en er wordt berekend dat objecten 14 miljard lichtjaar van ons met de snelheid van het licht reisden, maar objecten 28 miljard lichtjaar verder reizen met twee keer de snelheid. Het hele argument van ‘expanding faster than the speed of light’ is dus nogal sentimenteel. Het argument dat de lichtsnelheid de ultieme snelheid is, ligt echter binnen de theorie van de speciale relativiteitstheorie.,de vraag of twee sterrenstelsels die 14 miljard lichtjaar van elkaar gescheiden zijn, zich met de lichtsnelheid van elkaar af bewegen, kan dus niet objectief beantwoord worden. De afstand tussen deze sterrenstelsels groeit met de snelheid van het licht, maar ten opzichte van hun kleine Lokale beetje ruimte, bewegen ze niet eens. Daarom zou het nauwkeuriger zijn om te zeggen dat hoewel objecten niet sneller door de ruimte kunnen bewegen dan licht, maar de ruimte zelf sneller kan bewegen dan licht., De superluminale expansie van het Verre universum is echt verbazingwekkend, maar wat we misschien nooit zullen weten is het antwoord op de simpele vraag hoe groot is het universum echt?
Veelgestelde Vragen Over kunnen objecten sneller reizen dan licht?
Q: wie was Pavel Cherenkov? Pavel Cherenkov was een Russisch natuurkundige die de Nobelprijs voor de natuurkunde kreeg voor de ontdekking van Cherenkov-straling. Het Cherenkov-effect was van groot belang voor experimenteel werk in de kernfysica.
Q: hoe varieert de lichtsnelheid per medium?,
De snelheid is ongeveer 2 / 3de de snelheid van het licht in glas en plastic, terwijl in water ongeveer 3/4de De snelheid van het licht. Licht reist echter met slechts 40% van zijn normale snelheid in diamant.
Q: welk object reist sneller dan licht? van de controversiële hypothetische deeltjes Tachyonen wordt gezegd dat ze sneller reizen dan licht. Volgens Einsteins speciale relativiteitstheorie met betrekking tot lichtsnelheid kunnen deeltjes in de echte wereld nooit sneller reizen dan licht.
