hoge snelheden bereiken in ruimte

[Maarten]

Stel dat je de deeltjesversneller in Genéve zelf beweegt met een snelheid van bvb. 30 km/h. Dan zullen de deeltjes in de versneller, vanop de aarde gezien 'bijna-lichtsnelheid + 30km/h bereikt hebben.
je zou dat kunnen testen door de snelheden van die deeltjes te meten, wanneer de deeltjesversneller plots stopt met bewegen en de deeltjes de versneller via een luik (of andere opening) verlaten en zich voorbewegen in een stilstaande vacuümbuis die voorzien is van detectoren om de snelheid te meten. In theorie zou dat moeten te doen zijn. In theorie zou je dan snelheden opmeten van 'snelheid deeltjes binnen versneller + snelheid zich voorbewegende deeltjesversneller)


Door op een karretje een deeltjesversneller gewoon te rollen tegen een stilstaande vacuümbuis, waar de deeltjes in overgaan en hun snelheden opnieuw gemeten worden, kan je dus 'bijna-lichtsnelheid + snelheid rollend karretje opmeten. Niet?

Je hoeft, in theorie, dan slechts een hypothetische mini-deeltjesversneller gewoon wat te verplaatsen om de deeltjes meer snelheid te geven dan ze al hadden in de versneller.

Zo kan je dus snelheden bereiken boven de lichtsnelheid, dacht ik.
(door slechts een karretje voort te rollen met een mini-deeltjesversneller waarin deeltjes aan lichtsnelheid voortbewegen)
Wellicht heel naïef, maar volgens mij perfect testbaar.

Nog een tip om hoge snelheden in ruimte te bereiken, dacht ik:
Raketten die afgeschoten worden vanop bewegende raketten in de ruimte, die zelf ook afgeschoten werden vanop iets dat al aan serieuze snelheden bewoog in die ruimte, die zelf ook.... Zo bereik je allicht gigantische snelheden in ruimte.
En voila, we kunnen naar de volgende ster...


Mvg
Maarten Vergucht

[The Black Mathematician]

Een belangrijke kanttekening:

Voor lage snelheden ten opzichte van snelheid van de licht geldt dat als jij met snelheid v1 (bijvoorbeeld 100 km/u) op de weg voortbeweegt, en je komt een auto van de tegenovergestelde richting tegen met snelheid v2 (bijvoorbeeld 80 km/u) en je gaat dan de snelheid van die auto ten opzichte van jezelf meten, dan zal je snelheid v=v1+v2 (=180 km/u) meten.

Echter: voor snelheden die in de buurt van de lichtsnelheid komen gaat deze formule niet langer op.
Dan krijg je de formule
v= (v1+v2)/(1+v1*v2/c^2) en je zult zien dat als bijvoorbeeld v2 bijna de lichtsnelheid c benaderd, de totale snelheid v nooit hoger dan c zal kunnen zijn.
Je verhaal gaat dus niet op.

[Maarten]

Ok, maar voor snelheden onder de lichtsnelheid kan je wel de verschillende snelheden optellen?

Bijvoorbeeld:

Een raket wordt afgeschoten van op aarde en bereikt een zekere snelheid. Deze schiet, na in de ruimte te zijn gekomen en zelf een zekere snelheid te hebben bereikt nog een tweede raket af met dezelfde versnelling waarmee de eerste raket werd gelanceerd van op aarde.

Deze tweede raket zal, na enige snelheid te hebben bereikt, zelf ook weer een raket afschieten met weer dezelfde versnelling.
Als dit alles onder de lichtsnelheid blijft, heeft de laatste raket - in een vacuüm als de ruimte - dan niet 3 keer de snelheid van de eerste raket bereikt?

[mrBE]

Je zou echt een keer dit moeten lezen:

http://nl.wikipedia.org/wiki/Speciale_r ... itstheorie

[mrBE]

Een gigantisch versimpelde, maar toch op een bepaald niveau redelijk relevante analogie die ik zelf zo'n beetje verzonnen heb is de volgende:

Vragen of het uiteindelijk tóch niet mogelijk is om "sneller dan het licht" te bewegen, is zowat hetzelfde als vragen om een tweedimensionale meetkundige figuur te tekenen die "ronder is dan een cirkel".

Dat laatste is uiteraard simpelweg betekenisloos en absurd, maar het eerste is dat evenzéér op een gelijkaardige manier. Alleen is dat iets minder duidelijk omdat slechts zéér weinigen zich de implicaties van algemene relativiteit hebben eigen gemaakt. (ook ik niet, hoor )

[The Black Mathematician]

Ok, maar voor snelheden onder de lichtsnelheid kan je wel de verschillende snelheden optellen?

Bijvoorbeeld:

Een raket wordt afgeschoten van op aarde en bereikt een zekere snelheid. Deze schiet, na in de ruimte te zijn gekomen en zelf een zekere snelheid te hebben bereikt nog een tweede raket af met dezelfde versnelling waarmee de eerste raket werd gelanceerd van op aarde.

Deze tweede raket zal, na enige snelheid te hebben bereikt, zelf ook weer een raket afschieten met weer dezelfde versnelling.
Als dit alles onder de lichtsnelheid blijft, heeft de laatste raket - in een vacuüm als de ruimte - dan niet 3 keer de snelheid van de eerste raket bereikt?

Nee dus, want alle snelheden zijn altijd onder de lichtsnelheid. De laatste formule die ik gaf gaat altijd op. Voor hele lage snelheden ten opzichte van de lichtsnelheid kan je hem benaderen met de eerste, waar makkelijker mee te rekenen valt. Maar eigenlijk is die eerste dus fout.

Pak je rekenmachine maar eens en bereken (v1+v2)/(1+v1*v2/c^2) waarbij je v1=100 km per uur neemt, v2=80 km/u en c=432.000.000 km/u (hetgeen de lichtsnelheid is). Je zult zien dat je rekenmachine ook 180 km/u geeft, wat dus aangeeft dat voor lage snelheden de formule v=v1+v2 ongeveer opgaat. Neem je v1 en v2 veel hoger bijvoorbeeld v1=300.000.000 en v2=300.000.000, dan is v1+v2=500.000.000, wat hoger is dan de lichtsnelheid, maar die formule is dus onjuist. De juiste formule zegt v=(v1+v2)/(1+v1*v2/c^2)=378.357.337 km/u, wat nog steeds lager dan de lichtsnelheid is.

[The Black Mathematician]

Een gigantisch versimpelde, maar toch op een bepaald niveau redelijk relevante analogie die ik zelf zo'n beetje verzonnen heb is de volgende:

Vragen of het uiteindelijk tóch niet mogelijk is om "sneller dan het licht" te bewegen, is zowat hetzelfde als vragen om een tweedimensionale meetkundige figuur te tekenen die "ronder is dan een cirkel".

Dat laatste is uiteraard simpelweg betekenisloos en absurd, maar het eerste is dat evenzéér op een gelijkaardige manier. Alleen is dat iets minder duidelijk omdat slechts zéér weinigen zich de implicaties van algemene relativiteit hebben eigen gemaakt. (ook ik niet, hoor )

Maar toch klopt het helemaal. Een andere analogie die ik graag gebruik is: sneller als het licht, is net zoiets als een temperatuur lager dan het absolute nulpunt.

[mrBE]

Een gigantisch versimpelde, maar toch op een bepaald niveau redelijk relevante analogie die ik zelf zo'n beetje verzonnen heb is de volgende:

Vragen of het uiteindelijk tóch niet mogelijk is om "sneller dan het licht" te bewegen, is zowat hetzelfde als vragen om een tweedimensionale meetkundige figuur te tekenen die "ronder is dan een cirkel".

Dat laatste is uiteraard simpelweg betekenisloos en absurd, maar het eerste is dat evenzéér op een gelijkaardige manier. Alleen is dat iets minder duidelijk omdat slechts zéér weinigen zich de implicaties van algemene relativiteit hebben eigen gemaakt. (ook ik niet, hoor )

Maar toch klopt het helemaal. Een andere analogie die ik graag gebruik is: sneller als het licht, is net zoiets als een temperatuur lager dan het absolute nulpunt.

Ik vind de mijne beter. Mensen die denken dat we sneller dan het licht kunnen gaan, zullen ook moeite hebben met een minimum temperatuur. Maar een figuur ronder dan een cirkel, dat begrijpt iederéén, en in feite is de beperking van de lichtsnelheid ook een soort van "geometrisch" gegeven, niet? Toch? (hopelijk niet teveel om de tuin geleid door populair-wetenschappelijke literatuur en forum-posts van fysici )

[Maarten]

Maar zolang de snelheden onder de lichtsnelheid blijven, gelden de relativiteitswetten toch niet?

Vraag:

Kan je met 10 raketten 10 keer de snelheid van 1 raket bereiken in een vacuüm als de ruimte.
Ja of nee?

De eerste wordt gelanceerd. Eens deze een topsnelheid heeft bereikt lanceert die zelf ook een raket (die uit de eerste wordt afgeschoten, eens deze eerste topsnelheid heeft bereikt in de ruimte), die er zelf exact dezelfde raket uit lanceert enz...Zolang je de lichtsnelheid maar niet bereikt.

(ik heb het niet over lichtsnelheid! De 10de raket blijft ver onder de lichtsnelheid, maar haalt snelheden die we nu niet denken te kunnen halen.)

[The Black Mathematician]

Ik vind de mijne beter. Mensen die denken dat we sneller dan het licht kunnen gaan, zullen ook moeite hebben met een minimum temperatuur. Maar een figuur ronder dan een cirkel, dat begrijpt iederéén, en in feite is de beperking van de lichtsnelheid ook een soort van "geometrisch" gegeven, niet? Toch? (hopelijk niet teveel om de tuin geleid door populair-wetenschappelijke literatuur en forum-posts van fysici )

Het is inderdaad puur geometrisch. Dat komt omdat we in een zogenaamde Minkowski-ruimte leven en niet in een Euclidische.

Een absoluut nulpunt is denk ik best uit te leggen. Temperatuur is beweging van moleculen. Zodra die niet meer bewegen, heb je je absoluut nulpunt bereikt (wat overigens ook onmogelijk is volgens quantummechanica).

[The Black Mathematician]

Maar zolang de snelheden onder de lichtsnelheid blijven, gelden de relativiteitswetten toch niet?
[...]

Neen. De relativiteitswetten gelden altijd.

En je raket kan alleen 10x zo snel gaan als een andere raket als die laatste raket langzamer gaat dan 10% van de lichtsnelheid.

[Maarten]

Ok, 10 procent onder de lichtsnelheid is nog altijd iets wat we voorlopig met geen enkel tuig in de ruimte hebben bereikt.
Ik meen hier een idee te hebben dat kan uitgewerkt worden door ingenieurs om snelheden te bereiken, met onze huidige kennis, die maximum lager zijn dan 10 procent van de lichtsnelheid.

Alvast bedankt voor bijkomende info.

[mrBE]

Ok, 10 procent onder de lichtsnelheid is nog altijd iets wat we voorlopig met geen enkel tuig in de ruimte hebben bereikt.
Ik meen hier een idee te hebben dat kan uitgewerkt worden door ingenieurs om snelheden te bereiken, met onze huidige kennis, die maximum lager zijn dan 10 procent van de lichtsnelheid.

Alvast bedankt voor bijkomende info.

Maarten, er zijn wel enkele problemen. Als je met een raket vol raketten vertrekt, wordt het gewoon moeilijker om de snelheid van je "start"raket op te drijven, omdat die de andere raketten als last met zich meedraagt! Vervang je "opvolger"raketten door brandstof, en je krijgt het probleem waar huidige raketten mee te maken hebben, en meteen ook één van de redenen waarom geen enkele ingenieur jouw idee heeft proberen uit te werken.

[Maarten]

En als je de massa van die raketten zo klein mogelijk houdt door zeer lichte materialen te kiezen, op de maan te bouwen en daar te lanceren? Soit, ik vind het alleen wel allemaal interessant, als je er zo over nadenkt.

[mrBE]

En als je de massa van die raketten zo klein mogelijk houdt door zeer lichte materialen te kiezen, op de maan te bouwen en daar te lanceren? Soit, ik vind het alleen wel allemaal interessant, als je er zo over nadenkt.

Dat van die maanbasis is het realistische aspect. Dat is inderdaad DE belangrijkste reden waarom men terug naar de maan wilde: haar in de toekomst gebruiken als lanceerplatform omdat de zwaartekracht er 1/6de is van op aarde. (en ook wel om bv. radiotelescopen te bouwen aan de kant van de maan die afgeschermd is van de aarde, en optische telescopen die geen last zouden hebben van een atmosfeer) Op dezelfde manier probeert men hier bv. lanceerbasissen indien mogelijk zo dicht mogelijk bij de evenaar te lokaliseren.

Wat de "lichte" raketten betreft, denk ik dat het principe zowiezo een kleinere efficiëntie gaat hebben dan een systeem van meertrapsraketten. Buikgevoel.