[ Sekalaiset ] [ Sivukartta ]

Suhtari
Petri Keckman <keckman@mbnet.fi>

Kumoan tässä artikkelissa Einsteinin suhteellisuusteorian ja Cantorin äärettömyysopin. Kumoan loogisesti ja matemaattisesti perustellen, että sekä modernin uudenaikaisen luonnontieteen että matematiikan perustat eivät voi kuvata todellisuutta. Syy siihen, että tämä artikkeli julkaistaan Sakussa, ei ole siinä, etteikö tätä varmasti olisi hyväksytty myös Scientific America -lehteen (jos olisin vaivautunut edes yrittämään), vaan siinä, että minä en kelpuuta kyseistä lehteä.

Mikä on suhteellisuusteoria?
Suhteellisuusteoria ja Einstein symbolisoivat usein jotain tavalliselle ihmiselle lähes käsittämätöntä ja samalla jotain sellaista, jota tavallisen ihmisen ei kannattaisi kritisoida. Fysiikka ja matematiikka ovat jotain, joiden ymmärtämiseen tarvitsee monivuotisen koulutuksen (ts. aivopesun). Einstein on nostettu ja hypetetty suuren ja mahtavan tieteen ikoniksi. Jos joku väittää tosissaan, että suhteellisuusteoria on väärässä, perustelee kantansa, antaa tilalle paremman selityksen ja samalla selittää, miksi koetulokset näyttävät puoltavan suhteellisuusteoriaa, niin jossain on pahasti jotain vikaa - joko tuon jonkun psyykeessä, tai sitten koko tiedemaailma on täynnä herkkäuskoisia pellejä. Tiedemaailman fyysikot ovat tietysti sitä mieltä, että jos joku väittää suhteellisuusteorian olevan väärä, niin hän on ymmärtänyt siitä jotain väärin tai ei ole ymmärtänyt sitä ollenkaan.

Einsteinin suhteellisuusteoria on väkinäinen selitys kahdelle samaan aikaan voimassa olevalle tosiasialle: 1. nopeus on suhteellista ja 2. valonnopeus on kuitenkin aina vakio c=299792,4562 km/s. Nopeuden suhteellisuusperiaatteen toi fysiikkaan jo Galilei (1564-1642). Sen mukaan emme voi puhua nopeudesta muuten kuin suhteessa johonkin. Jos olisin elännyt ennen 1500-lukua, niin olisin varmasti keksinyt nopeuden suhteellisuusperiaatteen - niin itsestäänselvä se on. Jos auto ajaa tienpintaan nähden nopeudella 100 km/h ja mittaat auton nopeutta paikaltasi, niin mittaat sen lähestymiselle saman nopeuden itseesi nähden. Mutta jos poljet polkupyörällä autoa vastaan nopeudella 45 km/h, niin sinun ja auton välimatka lyhenee nopeudella 145 km/h.

Mutta samapa ei pädekään valolle. Jos olet paikallasi ja mittaat lähestyvälle valolle nopeuden 1079252842,32 km/h, niin vaikka juoksisit valoa vastaan miljardi kilometriä tunnissa, edelleen valo lähestyisi sinua vain samalla nopeudella 299792,4562 km/s. Ja sama vaikka yrittäisit juosta valoa karkuun, niin havaitsisit sen saavuttavan sinua aina nopeudella c=299792456,2 m/s.

Valonnopeuden vakioisuus on osaksi mitattu tosiasia. Ei havaita eroa sen suhteen, mitataanko valon nopeutta maapallolla siihen suuntaan kuin maapallo pyörii auringon ympäri tai vastakkaiseen. Tällä tempulla herrat Michelson ja Morley 1800-luvulla käsittääkseni tosin poistivat vain eetterin käsitteen fysiikasta. Aikaisemmin oli ajateltu, että maailmankaikkeuden täyttää eetteri, joka toimisi valoaaltoilmiöiden "kenttänä". Aaltoliike kun on värähtelyä, ja ajateltiin, että samoin kuin meren aallot tarvitsevat veden, niin valo tarvitsisi eetterin tai jotain muuta yhtä sekavaa edetäkseen.

Koska siis valonnopeuden ei havaittu muuttuvan maapallon liikkeiden suhteen, ei maailmankaikkeutta voi peittää mikään absoluuttisessa levossa oleva eetteri, jonka suhteen valo kulkisi vakionopeudella. Sillä tuskin maapalloa voitaisiin pitää levossa olevana maailmankaikkeuden levossa olevaan eetteriin nähden (levossa ja levossa... joko rupeavat eetterihuurut väsyttämään?). Mutta Michelsonin kokeessa ei kuitenkaan siis mitattu sitä, muuttuuko valonnopeus, jos mittaaja liikkuu valonsäteeseen nähden. Kokeessahan käytettiin itsetehtyä valonsädettä, jonka aiheuttajaan nähden mittalaite oli levossa maapallolla.

Joka tapauksessa, riippumatta siitä, onko sitä kokeellisesti todistettu vai ei, valonnopeuden vakioisuudelle löytyy muitakin perusteluja kuin empiiriset havainnot ja kokeet. Maxwellin sähköyhtälöitä voidaan pitää muuttumattomina päteviksi sekä liikkuvissa koordinaatistoissa että paikallaan pysyvissä vain jos valonnopeus on aina vakio. Lisäksi jos valohiukkasta fotonia haluttaisiin kiihdyttää, niin milläpäs voimalla kiihdytät sitä kaavan F=ma mukaisesti - jos kerran fotonin massa on nolla, saadaan F=0*a=0 aina.

Minulla on tieteen ulkopuoleltakin tulevia perusteita valon vakioisuudelle:

  1. Jumala antoi ihmisille silmät ja kyvyn nähdä aina.
  2. Jumala haluaa, että ihminen tulee täyttämään maailmankaikkeuden (mutta ei vielä, vasta sitten kun edes kotiplaneetta on kondiksessa).
  3. Siksi jumala antoi ihmiselle kyvyn lentää raketilla vaikka kuinka nopeasti ja lisääntyä eksponentiaalisesti.

Jos nyt valonnopeus ei olisi aina vakio, niin sattuisi silmään, jos lähestyttäisiin Andromedan galaksia nopeudella 30*c ja fotonit pommittaisivat silmää. Ja tälle tosiasialle Einstein ei keksinyt muuta ratkaisua kuin sen, että hän lähti venyttelemään ja lyhentelemään pituuksia ja ajanjaksoja. Hän kehitti ajatuksen, että pituus ja aika ovat suhteellisia eli että ne riippuvat havaitsijan nopeudesta mitattavaan pituuteen tai ajanväliin nähden.

Nopeudesta ajanväliin nähden? Ehkä kieleni ei ole ihan tarkkaa ja oikeaa, mutta idea on se, että jos paikallaan oleva mittaa tapahtumille aikavälin t0, niin nopeudella v paikallaan olevaan nähden liikkuva mittaa tapahtumien väliksi t=t0/Sqrt(1-v²), missä yksinkertaisuuden vuoksi v = nopeus km/s / 299792,4562 km/s. Eli jos esim. liikuttaisiin puolet valonnopeudesta v=0,5 saadaan sekunnin pituudeksi 1s/Sqrt(1-0,5²)=1/Sqrt(0,75)=1,1547 s.

Eli kun puolet valonnopeudesta liikkuvassa aluksessa kuluu vuosi, kuluu maassa vuosi ja 0,1547*365,25 = 56 ja puoli päivää. Näyttää kuin liikkeessä olevassa aluksessa aika kulkisi hitaammin. Mutta koska nopeus on suhteellista, voidaan yhtä hyvin sanoa, että maa liikkuu alukseen nähden nopeudella 0,5c, ja kun maassa kuluu sekunti, havaitaan se aluksesta käsin 1,1547 sekunniksi. Eli nyt näyttäisikin, että aika kulkisi maassa hitaammin.

Onko tämä paradoksi? Ei kuulemma aiheuta ongelmaa, koska aika on suhteellista. Se vain mitataan tietyn pituiseksi. Ja erityisesti siksi tämä ei haittaa, kun erikoisessa suhteellisuusteoriassa, josta tässä puhutaan, käsitellään vain tasaisessa liikkeessä olevia havaitsijoita. Kuitenkin jos haluttaisiin tarkistaa kellot, jotka molemmat ovat käyneet hitaammin kuin toinen, niin jouduttaisiin tekemään kiihtyviä liikkeitä. Yleisessä suhteellisuusteoriassa ei kuulemma ongelmaa ole - tai niin sanotaan, en tiedä onko kukaan tarkistanut laskuilla.

Kun ajanvälit kasvavat, niin pituudet sitä vastoin lyhenevät samalla skaalaustekijällä Sqrt(1-v²), jolla nyt ei jaeta vaan kerrotaan. Keppi, joka on aluksessa metrin pituinen, mitataan maasta käsin 1*Sqrt(1-0,5²) m = 86 cm ja 60 mm.

Ennen Einsteinia Newton oli aikanaan omaksunut absoluuttisen ajan käsitteen. Aika oli jotain, joka aina ja kaikkialla "virtaa" samalla nopeudella eteenpäin, ja koko maailmankaikkeuden täyttää suuri "nyt". Matemaattisesti voidaan tarkastella tuota ajan nopeutta ja virtaamista. Nopeushan on suure, jossa aikayksikköä kohti tapahtuu jokin määrä jollain toisella yksiköllä ilmaistavan suureen mukaisia ilmiöitä. Jos puhutaan ajan nopeudesta, saataisiin s/s, mikä on yksi (1). Tai jos sanotaan, että aika kulkee puolet hitaammin nopeasti kulkevassa aluksessa kuin paikallaan olevassa, saataisiin 0,5 s/s. 0,5 mitä? Ei mitään. Pelkkä 0,5. Voisi sanoa buddhalaisesti, että aika ei itseasissa kulje mihinkään, vaan kaikki maailman tapahtumat, menneet ja tulevat tapahtumat samanaikaisesti.

Einstein lähti miettimään samanaikaisuuden käsitettä. Millä varmennetaan, että kaksi tapahtumaa tapahtuvat samanaikaisesti? Siihen hän ei keksinyt muuta keinoa kuin että lähetetään valosignaaleja paikasta toiseen. Koska valonnopeus on suurin luonnossa havaittu nopeus, antaa se tarkimman keinon samanaikaisuuden määrittelemiseen. Valonnopeus on kuitenkin siis vain äärellinen, ja tämä jättää samanaikaisuuden määrittämiseen pientä epämääräisyyttä ja samoin ajanjaksojen pituuteen. Ja tämä epämääräisyys mahdollisti sen, että ylipäänsä voitiin lähteä väsäämään suhteellisuusteoriaa. Einstein oli positivisti ja uskoi, että asioista, joita ei voi mitata tai havainnoida, ei kannata puhua.

Suhteellisuusteoria tuntuu äkkiä järkeenkäyvältä. Jos kerran valonnopeus mitataan aina vakioksi ja nopeus on pituuden suhde ajanväliin, niin pituutta ja aikaahan sitä on lähdettävä jotenkin rukkaamaan, jotta se olisi mahdollista?

Vanhan nopeuksien yhteenlaskukaavan v=v1+v2 sijaan Einstein kehitti uuden, missä v=(v1+v2)/(1+v1*v2), missä taas nopeudet v1 ja v2 on ilmaistu suhteessa valonnopeuteen. Esimerkiksi kaksi puolet valonnopeudesta kulkevaa alusta törmäisivät toisiinsa nopeudella (0,5+0,5)/(1+0,5*0,5)=0,80. Tuotakaan kaavaa en kyllä täysin ymmärrä. Nopeushan on suuntavektori, ja toisiaan vastaan liikkuville aluksille (v1=-v2) saataisiin (0,5-0,5)/(1-0,5*0,5))=0. ehkä pitäisikin puhua vauhtien yhteenlaskukaavasta?

Oletetaan seuraavanlainen tilanne: olet pienellä asteroidilla, jota kahdesta vastakkaisesta suunnasta lähestyvät pommiraketit nopeudella 0,9 eli noin 269813 km/s, ja ne ovat juuri 269813 kilometrin päässä. Niiden välinen etäisyys toisistaan on 539626 km, ja ne törmäävät sinuun molemmat sekunnin kuluttua. Etkö silloin havaitse, että alusten välinen etäisyys pieneni nopeudella 539626 km sekunnissa? Kyseessä täytyy olla ajatusvirhe, sillä valonnopeushan on ehdoton yläraja. Ja eihän tässä mikään liiku yli valonnopeudella. Sinä pysyt paikallasi ja alukset lähestyvät sinua nopeudella 0,9 ja havaitsevat lähestyvänsä toisiaan nopeudella 0,9945 (=298136 km/s). Se on ihan sama, mitä sinä siinä välissä mittailet alusten lähestyvän toisiaan. Ja sitä paitsi, jos alukset ovat pommiraketteja, niin juuri sillä hetkellä kun tulisit varmuuteen siitä, että alukset tosiaankin lähestyivät toisiaan nopeudella 539626 km/s, olisit jo atomeina.

Tai mietitään tilannetta toisaalta. Kun asteroidilla kuluu siis yksi sekunti, kuluu aluksissa 2,294 sekuntia. Havaitsevatko ne siis lähestyvänsä sinua 539626 km 2,294 sekunnissa eli hitaammin kuin sinä? Ei, kun ajan lisäksi myös pituus on suhteellista, ja sen pituudeksi, mille sinä mittaat 539626 km, ne mittaavat 235218 km. Tästä saadaankin, että ne mittaavat nopeudekseen 235218 km/2,294 s = 102529 km/s = 0.342c, mikä on ihan eri luokkaa kuin nopeuksien yhteenlaskukaavasta saatu (0,9+0,9)/(1-0,9*0,9)=0,9945. Tässä on nyt saatu laskemalla tai järkeilemällä yhdelle nopeudelle kolme eri arvoa.

  1. 1,8c (sinä havaitset 0,9+0,9=1,8)
  2. 0,9945c (laskukaava antaa (0,9+0,9)/(1+0,9*0,9)
  3. 0,342c (aluksessa olijat mittailevat lähestyvänsä aikavälissä = 1sek/sqrt(1-v²) etäisyyden sqrt(1-v²) * 1,8c kun sinä mittasit 1 s ja 1.8*c.

Pistetään tähän nyt vielä neljäskin nopeus: aluksessa olijathan olisivat voineet etukäteen voineet mitata vaikka mittanauhalla, että ne olivat 539626 kilometrin päässä toisistaan, ja sitten ne havaitsevat, että ne törmäävät toisiinsa 2,294 sekunnin kuluttua ja päättelisivät tästä, että matkattiin 539626 km 2,294 sekunnissa eli nopeudella 0,7846c.

Mietitään tuota kolmatta. Mistä aluksessa olijat tietävät liikkuvansa nopeudella 0,9c sinua kohti ja osaavat sijoittaa oikean v:n kaavaan? He eivät sitä tiedäkään, vaan tässä me laskemme, minkä pituuden ja ajanvälin he havaitsevat eli millä nopeudella he mittaavat lähestyvänsä toisiaan, kun me tiedämme heidän liikkuvan nopeudella 0,9c meihin nähden.

Korostan nyt tätä: suhteellisuusteorian yhteenlaskukaava, joka on johdettu Lorentzin koordinaatiomuunnoskaavoista antaa aluksille lähestymisnopeudeksi 0,9945c. Mutta suhteellisuusteorian lyhennetyt pituudet ja venytetyt ajanjaksot -kaavat kertovat meille, että he mittaavat nopeudekseen 0,342c.

Fysiikassahan korostetaan havainnointia. Ja koko suhtis on saannut alkunsa positivistisesta lähtökohdasta: jos samanaikaisuutta ei voida mittaamalla määrittää, niin siitä on turha puhua. Mitä muita tapoja aluksissa olevilla on mitata lähestymisnopeuttaan kuin mitata jokin etäisyyys ja siihen käytetty aika? Suhteellisuusteorian pituuden lyhenemisen ja ajan venymisen kaavat kertovat heidän mittaavan lähestymisnopeudekseen 0,342c.

Minkä selityksen minä annan?
Minä selitän valonnopeuden vakioisuuden siten, että sen sijaan, että aika ja pituus olisivat suhteellisia, niin valo onkin suhteellista. Mistä voimme koskaan olla varmoja, että kaksi eri havaitsijaa mittaisivat samalle valolle nopeutta? Emme mistään. Tämä tulkinta on sopusoinnussa kvanttifysiikan maailmakuvan kanssa. Kvanttifysiikan erään tulkinnan mukaan vasta havainto luo ulkomaailman. Kaavat kuvaavat ulkomaailman tapahtumia tietyllä todennäköisyydellä, ja hiukkasella ei ole tarkkaa paikkaa ennen sen havaintoa. Tai pidemmälle vietynä, koko hiukkasta ei ole olemassa kuin vasta havainnossa.

Tai toki jotain on olemassa, mutta sille tavalle, jolla me havainnomme ulkopuolista todellisuutta, on kuvaavaa, että ne arvot, joita mittaamme ulkomaailman ominaisuuksille, aktualisoituvat lopullisesti vasta havainnossa. Voidaan jopa sanoa, että kun kaksi ihmistä katsoo pöydällä olevaa appelssiinia, niin eivät he samaa appelssiinia katso. Tai kuten piispa Berkeley 1800-luvulla pohti: "Jos kukaan ei ole katsomassa metsässä olevaa puuta, niin onko sitä olemassa?" Kvanttifysiikan antama maailmankuva on sen luonteinen, että vastaus piispan kysymykseen on "ei".

Nyt jokainen havainnoitsija luo eräänlaisen oman maailmaneetterinsä (sen joka 1800-luvulla poistettiin fysiikan maailmankartalta). Maailma ts. havaintomaailma vain on sen luonteinen, ettei valon voida havaita kulkevan muulla nopeudella kuin vakionopeudella. Kaksi eri nopeudella - tai vaikka samallakin - liikkuvaa havaitsijaa eivät mittaa samalle valolle samaa nopeutta, vaan "eri valolle".

Miksi sitten esim. massojen havaitaan kasvavan hiukkaskiihdyttimissä? Ai niin. Olen kokonaan unohtanut kertoa, että Einstein keksi myös, että kun kappale liikkuu, niin sen massa kasvaa. Mitä lähempänä valonnopeutta sen nopeus on, sitä suurempi massa ja sitä enemmän energiaa tarvitaan sen kiihdyttämiseen. Siksi ei voida kiihdyttää valonnopeuteen, kun massa lähestyy ääretöntä. Massan kasvun lausekkeessa, joka on sama kuin ajan pitenemisen lauseke, jakaja Sqrt(1-v²) lähestyy nollaa ja osamäärä kasvaa rajatta.

Selitys on liian yksinkertainen: nykyiset koejärjestelyt eivät millään tavalla puolla massankasvua. Hiukkaskiihdyttimissähän hiukkasten nopeutta kasvatetaan antamalla niille magneettisia impulsseja. Mitkä hiukkaset välittävät magneettisia voimia? Valohiukkaset, jotka eivät voi kulkea kuin valonnopeudella. On itsestään selvää, ettei hiukkaskiihdyttimissä voida mitään kiihdyttää yli valonnopeuteen täysin riippumatta siitä, päteekö suhteellisuusteoria vai ei. Kun impulssinantajahiukkanen fotoni ei saa kiihdytettäviä hiukkasia edes kiinni, jos ne kulkisivat valonnopeutta. Ei auta, vaikka hiukkasiin kohdistettaisiin vaikka miten voimakkaita magneetteja.

Entä raketit? Voidaanko niitä kiihdyttää mielivaltaisen suureen nopeuteen? Fysiikassahan on edelleen voimassa liikkeen jatkuvuuden laki. Jos jokin kappale liikkuu nopeudella v, niin se liikkuu tasaisesti sillä nopeudella, ellei mikään ulkopuolinen voima siihen vaikuta. Tasaisessa liikkeessä nopeudella 0,9999c liikkuva ei havaitse itse mitään erikoista. Hän painaa saman verran kuin aiemminkin, ja kello tikittää edelleen kerran sekunnissa. Mikä estäisi kiihdyttämästä tätä rakettia edelleen? Rakettimoottoreihin nähdenhän raketin nopeus on nolla, joten ei sen massa ole suhteellisuusteoriankaan mukaan kasvanut impulssinantajaan nähden. Ja vaikka massa kasvaisikin, niin samassa suhteessahan kasvaisi myös rakettimoottorille impulsseja antavien hiukkasten massa, mikä kompensoisi raketin kiihdyttämiseen yhä suurempaa tarvittavaa energiaa.

Ja tuo massankasvu on saatu suhteellisuusteorian yhtälöihin vain sitä kautta, että kaavasta E=mc^2 on päätelty väärin, että energialla olisi aina massaa, ja että kun siis hiukkanen tai kappale saa liike-energiaa, niin sen massakin kasvaisi. Pääteltiin tietysti väärin, koska se sopi niin nätisti kuvaan, ettei mitään lepomassaa omaavaa voida kiihdyttää alle valonnopeudesta valonnopeuteen. Kaava pitää kuitenkin sisällään vain sen, että massa sisältää energiaa, ja hiukkaskiihdyttimissä tietyn hiukkasen synnyttämiseen tarvitaan tietty energiamäärä. Mutta ei tästä voida päätellä, että energia aina "painaisi" tai että sillä olisi massaa. Kaavassa esiintyvälle E:lle on annettu väärä tulkinta.

Pienenä välihuomautuksena muuten hiukkauskiihdytin fyysikoista: minä olen sitä mieltä, että hiukkaskiihdyttimillä tutkitaan lähinnä hiukkaskiihdyttimiä. Ne olosuhteet, joita niissä saavutetaan, muistuttavat olosuhteita silloin kun maailmankaikkeus oli aluillaan, jolloin maailmankaikkeuttamme karakterisoivia luonnonvakioita ei ollut vielä lyöty lukkoon. Planckin vakio, valonnopeus, elektronin lepomassa jne. olisivat periaatteessa voineet saada mitä tahansa muitakin arvoja. Mahdollisten maailmankaikkeuksien lukumäärä on ääretön. Mitä kauemmaksi prosessi on edennyt, sitä vähemmän sillä on vaihtoehtoja valittavanaan.

Meidän havaitsemamme maailmankaikkeus laajuudessaan ja maanpäällisessä kauneudessaan koostuu vain protoneista, elektroneista ja neutroneista ja parista muuta hiukkasesta, joita en nyt jaksa kirjasta tarkistaa, ja antanut piutpaut muille. Edes kvarkkiteoriaa ei kai tarvita välttämättä meidän nykyisen maailmankaikkeuden hiukkasten mallintamiseen. Hiukkaskiihdyttimillä luodaan loputtomiin uusia ja uusia hiukkasia. On ajan ja yhteisten verorahojemme haaskausta rakentaa aina vain kalliimpia ja kalliimpia hiukaskiihdyttimiä ja kuvitella luovansa jotain suurta yhtenäisteoriaa. Mielummin kenties yrittäisimme järjellämme päätellä, että jos planckin vakio on toi ja valonnopeus toi, niin minkähänlaisia maailmankaikkeuksia siitä tulisi, jos välttämättä edes ketään kiinnostaa.

Taidetta tieteestä
Se hyöty suhteellisuusteorian kaavoista on, että niillä saa tietokoneen avustuksella piirrettyä komeita kuvia. Oheinen kuvaa lausekkeen m/Sqrt(1-v²) kasvua kun v lähestyy yhtä. Y-akseli eli ruudun vasen reuna kuvastaa massan arvoa, joka mahtuu siis näytölle väliltä 0...256. Luonnollisesti koordinaatisto on käännetty siten, että nolla on vasemmassa alakulmassa. X-akselin suuntaisesti kasvaa nopeus. Näyttäisikö siltä, että massan kasvu on sitä voimakkaampaa, mitä suurempi lepomassa ts. mitä ylempää Y-akselista käyrä lähtee? Käyräthän näyttävät kasvavan sitä voimakkaammin, mitä ylempää ne lähtevät. Ei. Massa kaksinkertaistuu aina samassa nopudessa 2=1/Sqrt(1-v²), josta v=0,866. Kun lepomassa on pieni, esim. yksi, on sen määrällinen kasvu kaksinkertaiseksi vain niin pientä, ettei se kuvaajissa näy. Ohessa kuvaajan piirtävä C-kielinen ohjelma ja sen lähdekoodi.

Jatkoa nopeuksien yhteenlaskulle
Artikkelin kirjoittamisen ja lähettämisen jälkeen mietiskelin tuota nopeuksien yhteenlaskua lisää (vain saadakseni syyn piirtää siitä kivan kuvan). Siis v=(v1+v2)/(1+v1*v2). Jos siis kaksi valonsädettä lähestyy toisiaan, niin v1=1 ja v2=-1 ja niiden välinen nopeus on (1-1)/(1-1)=0/0, mikä on määrittelemätön ja voi olla melkein mitä tahansa, kuten oheisesta kuvasta huomaa. Siinä siis nopeus v1 kasvaa X-akselia pitkin -1....1 ja v2 kasvaa alhaalta ylös samoin -1....1. Värikoodein on ilmaistu pisteessä oleva yhteenlaskettu nopeus. Kuten nähdään, jos kaksi hiukkasta liikkuvat lähellä nopeuksia 1 ja -1 eli eri suuntiin lähes valonnopeudella, havaitaan toisen liikkuvan toisesta välillä lähes valonnopudella poispäin, välillä lähes valonnopeudella samaan suuntaan ja välillä pysyvän paikallaan. Ihan siitä riippuen, kuinka luvut sattuvat heilumaan lukujen v1=1......0,99999 ja v2=-1....-0,99999 seutuvilla.

Jos valonsäde etenee oikealle, niin voit pysyä paikallasi ja etäisyytesi kasvaa valonsäteestä valonnopeudella, sillä (0+1)/(1+0*1)=1. Tämä on itsestään selvää (suhteellisuusteoria anta myöskin järkeviä tuloksia!). Jos valon sädettä hitaammin kulkeva hiukkanen, vaikka vain millinkin vuodessa hitaammin kulkeva hiukkanen, kulkee samaan suuntaan kuin valo, niin sekin etääntyy valonsäteestä valonnopeudella. Sillä (1+0,9999999)/(1+1*0,99999999)=1. Siis kuten sanoin: hiukkanen kulkee lähes millilleen saman matkan vuodessa kuin valo, mutta etääntyy valosta silti valonnopeudella. Jos havaitsen hiukkasen etääntyvän valosta yhden millimetrin vuodessa, niin eikö minun fyysikkona pitäisi luottaa havaintoon?

Vai onko tässä nyt siitä kyse, että valonnopeudella liikkuvasta valonsäteestä tarkasteltuna hiukkanen jää jälkeen 299792,4562 km/s? Aikahan hidastuu ja pysyy itse asiassa paikallaan valonsäteessä. Siis kun minä mittaan hiukkasen jäävän jälkeen yhden millimetrin vuodessa, niin valonsäteessä on kulunut äärettömän lyhyt aika ja se voi mitata hiukkasen kulkevan nopeudella 1 mm/0 s, mikä onkin melko huima nopeus. Toisaalta jos hiukkanen kulkisi valonnopeudellakin, niin se jäisi silti jälkeen valosta 299792,4562 km/s, sillä (1+1)/(1+1*1)=1. Toisaalta valokin jäisi hiukkasesta jälkeen tuolla samalla nopeudella.

Nyt artikkelin kirjoittamisen jälkeen, kun joutui vähän miettimään ja tekemään itselle selviksi noita asioita niin alkaa tuntua, että saattoi se Einstein sittenkin olla oikeassa. Tiedä häntä. Ai niin, entä Cantorin äärettömyysoppi? Taidankin jättää sen seuraavaan kertaan. Kyllä se riittää yhdelle artikkelille, että siinä osoitetaan suhteellisuusteoria hyväksi huonoksi yritykseksi selittää valonnopeuden vakioisuus.

Viimeiset sanani fyysikoille
Lähestyköön raketti "paikallaan olevaa" asteroidia tasaisella nopeudella. Nykyfysiikassa on suhteellisuusteoriasta huolimatta voimassa nopeuden suhteellisuusperiaate. Jos kappale I liikkuu kappale II:een nähden nopeudella v1, niin kappale II liikkuu kappale I:een nähden nopudella v2=v1. Mutta onko suhteellisuusperiaate voimassa suhteellisuusteoriassa?

Mitä tarkoitamme sillä, että raketti lähestyy asteroidia nopeudella v1=s1/t1? Ilmeisesti sitä, että joku on mitannut, että ajassa t1 raketti on edennyt matkan s1. Sovitaan, että se on mitattu asteroidin koordinaatistosta. Voiko raketti itse mitata omaa nopeuttaan? Jos leikitään suhteellisuusteorialla, niin ei - tai voi se mitata, mutta mittaa sen "väärin", koska se mittaisi nopeudekseen v2=s1*sqrt/(t1/sqrt), missä sqrt=sqrt(1-v1^2). Kuka ei tätä allekirjoita, ei tiedä suhteellisuusteoriasta mitään, eikä voi väittää sen olevan oikeassa tai väärässä.

Siis jos asteroidista on havaittu raketin ajassa t1 kulkevan matkan s1, niin samat t1 ja s1 mitataan raketista t2=t1/sqrt ja s2=s1*srqrt, missä sqrt=sqrt(1-v1^2), kun v1=s1/t1, jolloin raketista mitataan lähestyttävän asteroidia nopeudella v2=s2/t2, mikä on aina ihan eri tulos kuin s1/t1, ellei v1=0.

Mutta jos nopeus olisi suhteellista, pitäisi raketin havaita liikkuvansa samalla nopeudella kohti asteroidia kuin asteroidista havaitaan raketin liikkuvan kohti asteroidia. Suhtis on niin uskomattoman itsestäänselvästi ristiriidassa fysiikassa paljon edelle menevän tosian kanssa, että nopeus on suhteellista, että sitä on vaikea edes uskoa todeksi. Kummasta fysiikka luopuu? Suhteellisuusperiaatteesta vai suhtiksesta?

PS: Jos alatte rustata uusiksi muitakin nykypäivän fysiikan lakeja, niin toivoisin otettavan minuun ensin yhteyttä, ennen kuin alatte omin päin rustata, sillä minulla on näkemyksiä (esim. onko valolla liikemäärää?) - tai itse asiassa kaavat jo valmiina.

[ Sekalaiset ] [ Sivukartta ]