Ik vermoed omdat ze geen massa hebben. Maar ik zou verwachten dat licht of radiogolven meer "moeite" hebben om te vertrekken vanaf een neutronenster dan vanaf de aarde of de zon. Kan men op een of andere manier zien aan de straling hoeveel de ontsnappingssnelheid van dat object is?
Dag Patrick,
Inderdaad: omdat fotonen geen rustmassa hebben en alle deeltjes zonder rustmassa bewegen altijd aan de lichtsnelheid (dat is exact 299.792.458 m/s). Dat is wat de speciale relativiteitstheorie ons zegt en wat ook bevestigd is in alle experimenten tot nu toe.
Maar dat betekent helemaal niet dat zwaartekracht geen invloed uitoefent op fotonen! Integendeel. Het effect waar jij op doelt is de "gravitationele roodverschuiving". Een foton krijgt een langere golflengte wanneer het uit een zwaartekrachtveld ontsnapt. In het extreme geval van een zwart gat kan een foton zelf niet meer ontsnappen aan het zwaartekrachtveld. Een derde klassiek effect is dat fotonen afgebogen worden rondom sterren, opnieuw als gevolg van de zwaartekracht.
Fotonen hebben geen rustmassa, maar ze hebben wel (kinetische) energie en bewegingshoeveelheid. En je kent misschien de formule E = mc^2, dus fotonen hebben wel massa als gevolg van hun kinetische energie. Om de bovenstaande effecten heel correct te beschrijven moet je gebruik maken van de algemene relativiteitstheorie van Albert Einstein; die beschrijft hoe de ruimte vervormd wordt door objecten met grote massa. De fotonen bewegen in een "rechte lijn" in deze gekromde ruimte en dit beschrijft exact de waarnemingen uit de vorige paragraaf.
Ten slotte: elk object dat uit een zwaartekrachtveld ontsnapt, verliest kinetische energie. Voor een raket is de kinetische energie gelijk aan 1/2*m*v*2 en dus daalt de snelheid van een raket tijdens de lancering. Wanneer de raket te weinig energie heeft, raakt ze niet weg uit het zwaartekrachtveld. Daarvan komt het concept "ontsnappingssnelheid". Bij een foton is de energie geen functie van de snelheid. De energie van een foton vermindert nog altijd bij ontsnapping uit een zwaartekrachtveld, maar het concept ontsnappingssnelheid is niet meer van toepassing.
Met vriendelijke groeten,
Philippe Tassin
Natuurkundige, Iowa State University
Er zijn nog geen reacties op deze vraag.
Enkel de vraagsteller en de wetenschapper kunnen reageren op een antwoord.
© 2008-2025
Ik heb een vraag wordt gecoördineerd door Eos wetenschap. Voor vragen over het platform kan je terecht bij liam.verbinnen@eos.be
