Et spørgsmål om lysets hastighed som max. hastighed.

[Mads Aggerholm]

Jeg har grundet lidt over, hvordan Einstein (eller hvem det nu var) afgjorde at netop lysets hastighed i vacuum er den maksimale hastighed der kan opnås(?)

Det jeg tænker på er, at lysets hastighed i vacuum jo kan måles mere eller mindre direkte, men hvorfor skulle dét være den maksimale hastighed der er?

Eksempelvis kunne den maksimale hastighed jo godt være 305.911 km/sek, og så bevæger lyset sig så med 98% af denne (i vacuum)...?

Jeg er med på at man i dag har godtgjort lysets hastighed til at være maks. gennem talløse eksperimenter, men mit spørgsmål går mere på hvorfor/hvordan man konkluderede at det måtte være maks. hastighed dengang?

(Jeg skal beklage hvis spørgsmålet er formuleret uklart. Jeg uddyber gerne.)

[harbst]

Lys er jo noget besynderligt noget, som er svært at forstå , med vores sædveanlige begreber.

Det opfører sig i nogle sammenhænge fuldstændig som andre bølger. Det kan bl. a. danne intererensmønstre.

Men i vacuum er der jo ikke noget materiale, som kan danne bølger. Lys i vacuum er ikke destro mindre et faktum, som vi ikke kan betvivle. Nogle fysikere opfandt så æteren som det besynderlige stof bølgerne skulle foregå i.
  Einsteins teori er også en besynderlig affære, som mange fysikere ikke var så overbeviste om.
Man turde da heller ikke give ham nobelprisen for en teori, som måske ikke holdt vand.

Einstein antog vel at bølger frigjort fra materiale, måtte være det hurtigste.

[Faurbye]

Hej Mads

Prøv at læse her:
 http://en.wikipedia.org/wiki/Speed_of_light
Man skal jo ikke blindt stole på Wiki, men artiklen er vist rimelig rimeligt godt gennemarbejdet.
Især afsnittet "Fundamental role in physics" kunne se ud til at give dig svaret  .
Max-grænsen følger af den specielle relativitetsteori, så max er en konsekvens af at man accepterer den teori (hvilket jeg gør  ).
 http://en.wikipedia.org/wiki/Introduction_to_special_relativity
 http://en.wikipedia.org/wiki/Special_relativity

Bemærk også, at lysets hastighed i vacuum c nu er defineret til at være eksakt 299.792.458 m/s og at meteren er defineret herudfra og ikke omvendt.

Jeg ved godt det måske er lidt "nemt" bare at linke til wiki, men håber det hjælper dig lidt videre alligevel  .

[Morten Jødal]

Jeg forstår nu Mads Aggerholms spørgsmål lidt anderledes, nemlig hvordan EINSTEIN (og det VAR ham!) fik den tanke, at lyshastigheden i vacuum var den maksimalt opnåelige hastighed, og svaret er vel nærmest, at det var en genial intuiton
Der var i slutningen af det 19. århundrede mange ting, der ikke stemte helt i den ellers meget fuldstændigt udviklede klassiske fysik, og en af disse var dopplereffekten for lys.
Einstein hævdede selv, at han ikke kunne forlige sig med, at man ved at bevæge sig hurtigere end lyset kunne se sit spejlbillede forsvinde. "Det tomme spejl", som ville opstå, hvis man fjernede sig fra "æteren'" med overlyshastighed, mente Einstein var en fysisk umulighed, for hvor ville så energien i lyset blive af? Derfor prøvede han at lave den grundantagelse, at lyshastigheden i vacuum er konstant for alle iagttagere - og den viste sig at løse en række problemer.
Det meget berømte Michelson-Morley-eksperiment, som blev udført i 1887 med det formål at fastlægge jordens hastighed i forhold til æteren, er et af de første stærke indicier for teoriens korrekthed, men Einstein hævdede selv, at han først hørte om eksperimentet senere.
Eksperimentet gik ud på at sende lysstråler hhv. på langs og på tværs i et spejlarrangement og siden lade dem mødes. Der opstår så et interferensmønster, som kan udmåles.
I klassisk fysik vil bevægelse på langs og på tværs få ulige lange veje, når hele arrangementet også er i bevægelse, og jordkloden bevæger sig med 30 km/s i forhold til Solen. Man bør derfor kunne måle en forandring i interferensmønsteret, når apparatet drejes 90°.
Eksperimentet mislykkedes totalt, idet Jordens fart måltes til absolut NUL. Det kunne jo være et tilfælde, men ved mange gentagelser gennem et år holdt den teori ikke - forskellen fra forår til efterår burde være 60 km/s!
En nærliggende forklaring er, at lysets fart i vacuum er konstant for alle iagttagere, og at æterteorien derfor må droppes helt - men det tog henved 30 år og en masse andre eksperimenter af vidt forskellig art, før denne forklaring blev alment accepteret. Og hertil var Einsteins teorier (som han altså hævder at have udtænkt ad andre veje) afgørende.
Og det hører lige med, at da Michelson og Morley havde bygget et meget stort apparat og udførte deres eksperiment med stor nøjagtighed, må hastighedsgrænsen, hvis eksperimentets udfald skal forklares med en sådan, ligge betydeligt tættere på lyshastigheden i vacuum, end hvad Mads foreslår i det indledende spørgsmål.

Hvad der foregår i en genial forskers hjerne er ikke til at forklare helt.
Men da også genier indimellem laver fejl, må det lige med, at en ny fysisk teori må opfylde en række betingelser for at blive accepteret:
1. Den skal være tilstrækkeligt gennemarbejdet til, at skolede matematikere og fysikere kan håndtere beregningerne (også selv om de ikke tror på teorien)
2. Den skal forklare noget hidtil uforklarligt - eller forklare et kendt fænomen med større nøjagtighed end hidtidige teorier.
3. Der skal kunne udtænkes et eksperiment, der adskiller denne teoris forudsigelser fra gældende teoriers.

Et eksempel på en teori, de har haft mange tilhængere, men faldt på punkt 3 er "strengteorien" om atomers inderste væsen. Den kom frem i 1969 og havde gennem 70'erne og 80'erne mange tilhængere, men langt de fleste har søgt andre forskningsområder, da ingen endnu har kunnet basere en forudsigelse på denne teori i modsætning til andre. Den er matematisk elegant, men er det en fysisk teori?

[Mads Aggerholm]

Mange tak, Harbst (også til jer andre).

Det er lige præcis det der var essensen.

Som jeg nu forstår det, mente Einstein som udgangspunkt et der måtte være en maksimal hastighed noget kunne have. Det 'noget' som havde maksimal hastighed måtte så have bestemte egenskaber, som andet der ikke havde maksimal hastighed så ikke ville have.

Næste teori måtte handle om, at lyset netop havde denne maksimale hastighed. Hvis det var tilfældet, måtte lyset så også have disse specielle egenskaber.
Forsøg viste, at det havde det.

Ergo bevægede lys sig med maksimal hastighed.

QED

Lyder det rigtigt?

[Morten Jødal]

Mange tak, Harbst (også til jer andre).
[..]
Lyder det rigtigt?

Jo, på sin vis lyder det rigtigt.

Einstein var selv lidt vag omkring det, men var meget optaget af "det tomme spejl".

Jeg vil dog gerne fremhæve, at hvad harbst skriver, også indebærer et brud med den på den tid fremherskende æterteori - og det finder jeg måske mindst lige så vigtigt, for det var ingenlunde en selvfølge for godt 100 år siden, at Universet indeholdt et HELT tomt rum, som lyset kunne bevæge sig i. Det kan meget vel være rigtigt, at Einstein tænkte sådan.

[jj-]

Det meget berømte Michelson-Morley-eksperiment, som blev udført i 1887 med det formål at fastlægge jordens hastighed i forhold til æteren,.....

Min Google Crome kunne ikke finde siden bag denne link:
http://www.denstoredanske.dk/It,_teknik_og_naturvidenskab/Fysik/Relativitetsteori_og_gravitation/Michelson-Morley-eksperimentet

Mvh jj

[Morten Jødal]

Det undrer mig at du har problemer med linket, jj-
Jeg har selv lige fulgt det, både i min oprindelige udgave fra mit første indlæg og i din kopi - og fra både MSIE og Google Chrome. Det virker hver gang! Måske var Den Store Danskes hjemmeside nede, da du prøvede?
Men ellers kan du jo prøve at google Michelson-Morley!
Der er masser af hits, både på dansk og engelsk.
Dansk Wikipedia har dog en lidet oplysende artikel, som kun i korte træk og delvist uforståeligt forklarer apparatets indretning, men intet har om eksperimentets implikationer. Derfor fravalgte jeg den.

[jj-]

Du har ret
Nu virker den OK!
Så den har nok været nede - eller optaget?

Mvh jj