Regor Gnalk´s allmänvetenskapliga blogg

Just another WordPress.com weblog

Archive for november, 2016

Tidsresor är möjliga både framåt och bakåt i tiden

Posted by Roger Klang på november 25, 2016

Men två av samma sak kan inte koexistera vare sig för framtidsresenären eller resenären som reser bakåt i tiden.Albert Einstein som ung

 

Tidsresor är möjliga både framåt och bakåt i tiden. Men två av samma sak kan inte koexistera vare sig för framtidsresenären eller resenären som reser bakåt i tiden.

Låt oss laborera med ett par tvillingar. Tvilling nummer 1 reser iväg i ett rymdskepp i en tur runt galaxen i 150 000 km i sekunden. Tvilling nummer 2 är kontrollobjektet som är kvar på jorden. Kontrolltvilling nummer 2 kommer att åldras i samma takt som alla andra som befinner sig på jorden. Tvilling nummer 1 kommer tillbaka till jorden efter X antal dagar. I verkligheten så skulle tvilling nummer 1 möjligen vara i livet när han kom tillbaka till jorden, men kontrolltvilling nummer 2 skulle vara död sedan länge. Men vi bortser från det i den här hypotesen eftersom detta lilla irriterande faktum inte har någon bäring på logiken i exemplet. Anledningen till att tvilling 1 är så mycket yngre efter att ha rest i 150 000 km i sekunden i X antal relativa år i förhållande till kontrolltvillingen förklaras av Einsteins allmänna relativitetsteori. Tvilling 1 har alltså rest tillbaka i tiden i hans ”äldre” brors ögon. Men det är omöjligt för tvilling nummer 1 att resa bakåt i tiden till tiden för eller före han gav sig av. Det är fysikaliskt omöjligt.

Men varför ska man då inte se det som att kontrolltvilling nummer 2 på jorden har rest bakåt i tiden istället för tvilling nummer 1 i rymdskeppet? Är det inte lika logiskt att tro att tidsresan har gått bakåt för kontrolltvilling 2 när hans bror på rymdskeppet bevisligen blir yngre? Det finns en stor stötesten för det synsättet. Det är nämligen rymdskeppet som är en tidskapsel, inte jorden och resten av universum. Rymdskeppet står inte still medan jorden och resten av universum rör sig bort från rymdskeppet i 150 000 km/s. Rymdskeppet innehåller förvisso inte så mycket lägesenergi att det kan uppfattas som att det flyttar resten av universum om rymdskeppet hade en tillräckligt stark motor. Följaktligen så är det tvilling nummer 1 i rymdskeppet som reser tillbaka i tiden i sin egen lilla tidskapsel. Han blir ju yngre i förhållande till omvärlden. Det är så man måste se det. Nyckelordet är ”tidskapsel”.
Men om rymdskeppet bestod av mer än halva universum så skulle det innebära att kontrolltvilling nummer 2 i den andra halvan av universum reste tillbaka i tiden. Fast eftersom massan av lite mer än halva universum står i relation till massan hos den andra halvan, så skulle det röra sig om bråkdelar av sekunder. Men att bygga ett rymdskepp i den skalan är inte teoretiskt möjligt eftersom framdrivningssystemet skulle kräva energin från den andra halvan av universum och lite till.

Att resa i tiden har dock sina begränsningar eftersom man alltid åldras i förhållande till sin omgivning vilken hastighet man än färdas i inom ramen för dem fysikaliska lagarna. Ett rymdskepp kan också bromsa in och rymdresenären blir då äldre i förhållande till sin bror, men de två kan aldrig igen mötas.

Kan man då se det som att kontrolltvilling 2 har rest framåt i tiden i sin tidskapsel Tellus tillsammans med alla andra på jorden i förhållande till den ursprungliga rymdresenären i första stycket? Absolut! Det är det som är den relativa tiden i relativitetsteorin. Denna relativitet tar ingen hänsyn till dem olika objektens massa.

Ju större objekt som reser bakåt i tiden, desto mer energi krävs det dels för att accelerera och dels för att kröka sin bana så att man kommer tillbaka till utgångspunkten. Det skulle krävas ett svart hål och en bana mycket nära det svarta hålet för att kröka ett större föremåls bana väsentligen som färdas i 150 000 km i sekunden.

Large Hadron Collider kan kröka partikelbanor och skicka partiklar bakåt i tiden i förhållande till omgivningen. Men partiklarna kan ändå inte anlända till utgångspunkten före eller när de skickades iväg.

Relativitetsteorin tillåter inte tidsresor som skulle medge att två versioner av samma objekt existerar simultant. Relativitetsteorin tillåter inte att ett yngre och ett äldre föremål av samma sak koexisterar.

Men tidsresor är bevisligen möjliga därför att tiden är relativ. Tiden är relativ för båda objekten men tidslinjen är alltid densamma och den går framåt.

(1.) Vid frånfärdens start om vi bortser från accelerationstiden, så färdas rymdskeppet i 150k i förhållande till jorden. Det finns ingen absolut hastighet i rumtiden, utom ljusets hastighet.

(2.) En tidsresenär behöver samma tid för att färdas från Jorden, som han behöver för att möta jorden på återvägen i samma hastighet. Det betyder att tidsresenären åldras lika långsamt i förhållande till jordens befolkning under såväl frånfärden som återfärden.

A) I exemplet ovan startar rymdskeppet från jorden och färdas högerut med en energimängd motsvarande 180k. 30k+150k i en utomstående betraktares ögon. Hastigheten relativt jorden är dock 150k.

B) På tillbakavägen färdas rymdskeppet också med en energimängd motsvarande 180k. Hastigheten relativt jorden är dock samma 150k.

Skulle rymdskeppet startat från jorden och färdats vänsterut så skulle det krävas samma energimängd – 180k – för att uppnå en relativ hastighet av 150k under frånsträckan i förhållande till jorden. Problem tycks uppstå när rymdskeppet och jorden möts eftersom jorden färdas i mötesriktningen. Men detta är ett illusoriskt problem, för energimängden är motsvarande 180k under såväl frånfärden som tillfärden till jorden.

1. Vi bortser i ett avseende från accelerationen för rymdskeppet, när det gäller den mycket enkla matematiken ovan.

2. Det svarta hålet i exemplet ovan färdas i samma hastighet och riktning som jorden.

3. Rymdskeppet måste för exemplets skull varva det svarta hålet på ett sådant avstånd att rymdskeppet inte accelererar, om detta ens är möjligt att göra om rymdskeppet ska kunna återvända i samma riktning med hjälp av ett singulärt svart hål som rör sig i riktning högerut i exemplet ovan.

4. Hade utgångspunkten jorden färdats i 200k, så hade rymdskeppet inte kunnat accelerera till mer än 100k eftersom ljusets hastighet eller 300k är den högsta möjliga hastigheten. Men det skulle krävts mer energi än vad som finns i hela universum för att accelerera ett rymdskepp till ljusets hastighet. Det är därmed inte förenligt med relativitetsteorin.

5. En tidsresenär i exemplet ovan tillryggalägger lika lång sträcka för att färdas från Jorden till det svarta hålet, som han behöver för att färdas med utgångspunkt från det svarta hålet till jorden på återvägen. Över samma resesträcka visar en i rymdskeppet före avfärden synkroniserad klocka med en klocka på jorden samma tidsuppfattningar på återvägen såväl som under frånfärden vid en relativ hastighet av 150k jämfört med jorden och det svarta hålet.
Jordborna och tidsresenären åldras lika snabbt eller långsamt i förhållande till varandra under återfärden som de gjorde i förhållande till varandra under frånvägen. Det är alltså hastigheten som sådan, som ett objekt färdas i, som avgör hur snabbt det åldras i förhållande till andra objekt, och inte det att objekt färdas ifrån eller mot varandra. Men alla objekt står alltid i relation.

Så här ser en linjär beskrivning ut:

1. Rymdskepp a) och b) och c) behöver exakt samma mängd energi för att accelerera till 150k i förhållande till jorden.

2. Det kvittar i vilken riktning rymdskeppet rör sig i en linjär beskrivning såväl som en icke-linjär beskrivning, med samma mängd energi för rymdskeppets framdrivningssystem. I förhållande till jorden kommer ändå hastigheten att konsekvent vara konstant.

3. Rymdskepp a) kommer för en utanförstående och ”stillastående” betraktare ifrån ditt synfält att röra sig uppåt, och snett till höger i samma takt som jorden rör sig åt höger. Den extra kraft som behövs för att tillryggalägga denna extra sträcka på samma tid, motsvarar den extra kraft som krävs för att accelerera till 150k i linjär högerriktning såväl som linjär vänsterriktning med start ifrån ett objekt som jorden i linjär rörelse.

Om objekt A och B är på kollisionskurs med en sammanlagd hastighet av 200 000 km/s + 250 000 km/s så motsvarar den sammanlagda energimängden för dem två objekten när de kolliderar som att objekten hade färdats i totalt 300 000 km/s tillsammans, enligt en erkänd tes. 200 000 km/s + 250 000 km/s är annars lika med 450 000 km/s, men energimängden kan inte överskrida vad relativitetsteorin limiterar den till.

Energimängden kan variera, men den är inte oändlig. Energimängden hos ett objekt som färdas i 200 000 km/s och möter ett annat objekt som färdas i 250 000 km/s kan inte överstiga den energimängd som motsvarar två föremål som möts i 150 000 km/s + 150 000 km/s. Därför kan C i E=MC2 aldrig överstiga 300 000 km/s. E står för energi, M står för massan och C står för objektets hastighet.

För fotoner som rör sig i ljusets hastighet gäller E=cp där E står för energi, c står för ljusets hastighet och p är dess rörelsemängd. Fotoner har ingen vilomassa. Ljusets hastighet i vakuum är oberoende av observatörens rörelse. En observatör kan inte se en foton som är på väg åt ett annat håll än mot hans öga alt. böjs av ett objekt alt. reflekteras från en annan yta, typ månen. Det stjärnljus som är på väg åt motsatt håll kan inte mätas från en och samma plats, och kunde man mäta det så skulle det visa sig att det färdades i 300 000 km/s mot mätplatsen som måste vara lokaliserad på helt annan plats. Om man gör ett experiment på jorden där man från två motsatta håll mäter ljusets hastighet från en ljuskälla så visar naturligtvis de motstående oberoende mätningarna var för sig 300 000 km/s. Detta för att mätningarna görs från strålningskällan ut till mätplatsen. Det är omöjligt att tala om relativ hastighet för ljuset i vakuum, för även om man kan föreställa sig i huvudet att de oberoende motstående mätningarna av ljusets hastighet kan läggas till varandra så att totalsumman bir 600 000 km/s, så har detta ingen inverkan på de fysikaliska lagarna. Två olika observatörer kommer alltid att uppmäta samma ljushastighet oavsett hur de rör sig i förhållande till varandra, det är det som är viktigt. Om ljuskällan avlägsnar sig eller närmar sig spelar ingen roll. Ljusets hastighet är således en fysikalisk konstant och det är förklaring nog. Vi lever inuti den låda som universum utgör och bör inte föreställa oss universum utanför lådan. Där av följer att observatörerna inte kan göra mätningar genom stjärnorna eller någon mindre ljuskälla på ljus på väg åt andra hållet, för det är inte förenligt med relativitetsteorin. Det finns således ingen totalsumma 600 000 km/s för man mäter alltid från ljuskällan.

Då uppstår en berättigad fråga, vad är rödförskjutning om det inte är relativa variationer i det detekterade ljusets hastighet? Mer allmänt uttryckt är rödförskjutning en ökning av våglängden för elektromagnetisk strålning. Man kan också uttrycka samma sak som att strålningens frekvens (svängningar) minskar. Detta i sin tur beror på att starkt lysande objekt som galaxer avlägsnar sig från varandra i en hög hastighet. Detta påverkar inte ljushastigheten, bara våglängden. Detta enligt Einsteins relativitetsteori. Befinner man sig stillastående i galaxens färdriktning så ser därför ljuset blått ut. Befinner man sig i galaxens kölvatten så ser det ljus som emitteras från galaxen rödfärgat ut. Men ljushastigheten hos det ljus som galaxen emitterar är konstant om en utomstående (och inomstående) betraktare mäter den, oavsett om betraktaren mäter ljuset hastighet i färdriktningen eller i kölvattnet av galaxen. I vintergatans fall så avlägsnar sig dem flesta galaxer från oss eftersom universum expanderar. Därför blir dem flesta galaxerna rödförskjutna sedda från jorden. Galaxerna är olika mycket rödförskjutna beroende på vilken vinkel i kölvattnet som de betraktas från i universum.

Roger M. Klang, civis Lundensis, scania Svecia

Annonser

Posted in Uncategorized | Leave a Comment »