Ik heb een vraag - homepage

Kan iemand op een zeer bevattelijke wijze uitleggen dat lichtsnelheid overal hetzelfde is?

pijl30/08/2010 - jeroen (30 jaar)

Fysica Context van de vraag:


ik kan me er maar geen voorstelling van maken dat als je zelf met lichtsnelheid van de aarde af reist en 0.001 sec later een lichtstraal mijn kant op schiet dat die lichtstraal mij ook met 300000 km p.s. voorbij vliegt. waarom kan ik niet achter mij kijken en de lichtstraal 0.001 achter mij zien? Is dit uit te leggen aan een simpel iemand?


Antwoord


Het ons iets willen voorstellen, onze intuitie, is een extrapolatie van de fenomenen waarmee wij vertrouwd zijn in onze leefwereld van elke dag.  Daarbij hoort het optellen van snelheden, dat in grote mate correct is voor de kleine snelheden waarmee onze intuitie vertrouwd is, maar blijkbaar niet meer voor snelheden van de orde van grootte van de lichtsnelheid.

Dat het gevaarlijk kan zijn om onze intuitie te extrapoleren voorbij het geldigheidsgebied waarin ze gegroeid is, leren we elke dag tot onze schade en schande.  Waarom neemt het aantal dodelijke ongevallen zo snel toe als we sneller rijden?  Omdat we telkens opnieuw er ten onrechte op vertrouwen dat we wel zullen kunnen reageren, daar waar ons reactievermogen ontwikkeld is voor eerder kleine snelheden. 

Als onze intuitie ons al bedriegt voor snelheden van de orde van 100 km per uur, hoe kunnen we dan aanspraak maken op enige intuitie omtrent de fenomenen bij een snelheid van 300 duizend km per seconde?  Dat is een onredelijke extrapolatie.

Toch is het mogelijk intuitief aan te voelen dat de lichtsnelheid dezelfde moet zijn voor alle waarnemers, ongeacht hun onderlinge snelheid.  Dat is juist het relativiteitsprincipe.  Dat principe leren we intuitief kennen in de mechanica: in een trein die aan een constante snelheid rijdt, kunnen we ongehinderd onze krant lezen, we voelen ons precies stilstaan.  In fysica vertaald: de wetten van de mechanica zijn onveranderd bij een eenparige beweging.  Zou het dan niet raar zijn dat hetzelfde principe ook niet zou gelden voor de wetten van het elektromagnetisme?  Welnu, het moet lukken dat de lichtsnelheid in het luchtledige een natuurconstante is die optreedt in de wetten die het elektromagnetisme beheersen.  Zoals de gravitatieconstante G niet verandert bij een eenparige beweging met snelheid v, blijft ook de lichtsnelheid c dan constant.  We worden dus geconfronteerd met een contradictie tussen twee intuitieve 'evidenties', 1. dat we snelheden mogen optellen, en 2. dat de wetten van de natuur niet anders zijn als we ons lineair verplaatsen.  Alleen het experiment kan dan uitsluitsel geven, en dat leert ons dat het relativiteitsbeginsel fundamenteler is.




Deze vraag werd beantwoord door:
Prof. Christoffel Waelkens
Gewoon Hoogleraar Sterrenkunde

Katholieke Universiteit Leuven
Katholieke Universiteit Leuven
 
Enkel de vraagsteller en de wetenschappers kunnen reageren op deze vraag en het antwoord.