Kort vragie vir Panda, Brianvds en Angus | LitNet
Kort vragie vir Panda, Brianvds en Angus
Jan Rap 2013-02-11
'n Ding wat my pla: As ligintensiteit verminder met die kwadraat van die afstand vanaf die ligbron, hoe is dit moontlik dat mens sterre kan sien wat ligjare ver is? Trouens, hoe is dit moontlik dat mens enigsins iets kan sien wat verder as, sê 100 treë, verwyderd is, veral as mens in aanmerking neem dat die meeste goed wat ons om ons sien nog te wyte is aan weerkaatste lig?
Lig vanaf 'n bron word sterradiaalgewys uitgestraal so die lig wat hier aankom vanaf 'n verafgeleë bron (ster) is 'n breukdeel van die lig wat hierdie bron uitstraal – slegs die 'strale' wat binne die kegel val wat gevorm word aan die een kant deur die waarnemer op aarde (die punt) en die omtrek van die bron aan die ander kant (die basis). Daardie kegelpunt se 2D hoek is miljoenstes van 'n hoeksekonde. So, hoekom kan mens hoegenaamd daardie ster sien?
En wat gee 'n foton sy energie om net aan te hou trek? Daar is atomiese deeltjies wat vir net nanosekondes 'leef' maar 'n foton hou net aan tot hy in iets vasvlieg (soos in iemand se teleskoop of oog in verdwyn). Of is 'n foton nie 'n subatomiese deeltjie nie?
Dit help nie veel om lig as golwe in plaas van partikels te beskou nie want wat gee 'n golf daardie energie? Dit help 'n bietjie om te aanvaar daar is 'n eter (alhoewel Michelson en Morley bewys het daar is nie), of 'n soort van 'n eter wat as draer of voertuig vir die golwe dien (soos die atmosfeer aan klankgolwe) dan lyk dit darem of monder energie nodig is om die storie aan die gang te sit maar dit moet ook tog 'n perk hê. So 'n golf kan mos nie ewigdurend wees nie, of hoe?
2013-02-12 at 00:05
As jy nou 'n wiskundig-wetenskaplike antwoord verwag, moet ek jou teleurstel. Daarvoor moet jy liewer maar omblaai op LitNet, daar waar die wiskundiges en natuurkundiges vergader. Hier op SêNet (so dink ek altans) verduidelik ons maar vir mekaar met, soos Thomas dit noem, landbouterme. En dis presies hoe ek jou vrae gaan aanpak, of liewer, ek sal jou probeer help sodat jy dit self kan aanspreek.
So 'n ruk terug het my oupa my vertel hoe hulle ontgroen is op universiteit. As 'n eerstejaar gevang word dat hy tydens ontgroening rook, is hy gevange geneem en het dan voor 'n regter verskyn. Sy advokaat vir die verdediging het sy saak saak so bepleit: "Kan 'n miskoek help dat hy rook?"
Om dit te kan verstaan, moet jy liefs op 'n plaas grootgeword het. Dan sal jy verstaan. As die weiveld afgebrand het en daar so hier en daar nog 'n rokie trek, dan is dit 'n miskoek wat daar smeul.
So is dit met lig: dit kan nie help om, vanaf die skepping daarvan , voort te beweeg nie. Trouens, die hele elektromagnetiese spektrum, waarvan lig net 'n klein deeltjie is, beweeg en nogal taamlik vinnig teen die spoed van lig. Nou kom die vraag nog op of lig en fotons massa het? Lig word bv gebuig deur swaartekrag.
Nog iets wat jou hopelik sal help: Die son se afstand van die aarde is 1AU. Indien dit verder van ons af weggeskuif word, bv 10AU, sal ons die verskil in ligintensiteit kan agterkom. As 'n ster wat 25 ligjaar van ons verwyderd is, verder weggeskuif word ook met 10AU, sal ons die verskil in intensiteit nie agterkom nie, selfs nie eens met die gevoeligste ligmeter nie.
Hoop dit sal jou help met jou berekeninge.
2013-02-12 at 15:02
Jan ek is nou nie Panda, Brian of Angus nie maar ek hoop jy en die drie ander here gee nie om dat ek intjip nie. Ligintensiteit neem nie liniêr af nie maar in 'n kurwe. Jy kan dit self op 'n grafiek gaan voorstel: maak die y-as die ligintensiteit (sommer arbitrêre eenhede – hierdie is slegs by wyse van voorbeeld) en die x-as die afstand, weereens arbitrêre eenhede en doen jou berekeninge. Jy sal sien dat die resultaat 'n ekponensiële kurwe is, min of meer iets soos hierdie:
Ek weet nie of mens grafieke in LitNet se briewe kan plaas nie, dus gee ek maar liewer 'n skakel, anders werk als dalk op 'n gemors uit. Die kurwe benader die x-as min of meer asimptoties, dit wil sê dit gaan in teorie nie die x-as sny nie. Gevolglik sal ligintensiteit aanhou afneem maar in teorie nooit verdwyn nie, alhoewel in die praktyk sal die intensiteit later so flou word dat selfs die mees gevorderde detektor dit nie kan waarneem nie. Die betekenis hiervan is dat mens nog 'n ster of sterrestelsel wat baie ver van die aarde is se lig nog sal kan waarneem.
Voorts benodig 'n foton nie energie om te kan bly voortbeweeg nie. Newton se eerste wet van beweging stel dit dat 'n liggaam wat in 'n reguit lyn beweeg so sal bly beweeg tensy een of ander krag (swaartekrag byvoorbeeld) daarop inwerk.
Op 'n puntjie van orde Angus: As 'n miskoek rook na 'n veldbrand rook hy maar op dieselfde manier as al die ander goed wat gebrand het, 'n stuk tak, 'n graspol ens. Die verdedigingsadvokaat baseer sy betoog op die feit dat 'n miskoek uiteraard rook (eintlik wasem afgee) soos ek jou destyds vertel het hoe ek en my neef die miskoeke wat rook opgesoek het om ons koue voete te verwarm. Dis nou natuurlik vars miskoeke; na 'n ruk is hy natuurlik afgekoel en rook nie meer nie.
Net 'n ander dingetjie: Buig swaartekrag nie ruimte nie? Met ander woorde, die lig trek steeds reguit maar omdat die ruimte gebuig is, is die ligstraal daarin ook gebuig. Soos 'n trein op 'n kronkelspoor.
2013-02-12 at 16:06
Die feit dat ons die sterre kan sien gee mens 'n idee van hoe helder hulle is! Meeste van die sterre wat ons met die blote oog kan sien, is òf nie veel verder as 'n paar ligjaar nie, òf is veel helderder as die son. Was dit nie vir die lig wat die sterre uitstraal nie sou ons hulle inderdaad nie kon sien nie. Ek is nie seker hoe ver die verste ster is wat ons met die blote oog kan sien nie, maar ek sou raai dit is nie meer as etlike honderde ligjaar nie, en so 'n ster is sekerlik duisende kere helderder as die son. Meeste sterre is rooi dwergsterre, en sulke sterre sien jy nie meer as 'n ligjaar of twee ver nie - nie 'n enkele een van hulle is met die blote oog sigbaar nie.
Van fotone weet ek bitter min, maar ek dink die vraag is eintlik: wat sou 'n foton (of enigiets anders) stop as hy eers aan die beweeg is? As ons 'n foton sien as 'n partikel, dan is daar geen rede rede om te dink dat hy ooit hoef te stop nie. Die son en ander sterre gee trouens almal 'n "wind" af bestaande uit subatomiese partikels, en daardie partikels hou aan beweeg tot iets hulle stop. Ek kan nooit onthou watter een van Newton se wette hier betrokke is nie. Maar 'n voorwerp behou sy staat van beweging tot tyd en wyl iets dit laat verander.
As mens lig sien as 'n golf het mens dalk 'n groter probleem. Maar liggolwe is nie heeltemaal analoog aan enige ander golwe nie omdat hulle nie bestaan uit 'n sikliese beweging van een of ander medium nie. Soos jyself opmerk, daar is nie 'n eter nie..
Angus: Sover ek weet het lig nie massa nie. Lig word deur gravitasie gebuig omdat die gravitasie die ruimte self buig. Aldus Oom Albert. 🙂
2013-02-13 at 12:27
So gaan dit maar met Nuwejaarsvoornemens. Ek was vasberade om weg te bly van SêNet. Die versoeking om af en toe te kom loer wat jy en nog 'n handjie vol hier kwytraak, het my nou in die wip gevang, want omdat ek nie ongeskik wil wees deur my rug op iemand te draai wat met my praat nie, moet ek ordentlikheidshalwe darem reageer.
Ek moet jou egter daarop wys dat ek eintlik in Ekonomiese Wetenskappe geskool is en Sterrekunde en Fisika is maar net ernstige stokperdjies.
Gelukkig was ek nou stadig uit die blokke en het Angus, Leon en Brianvds al kommentaar gelewer. (Party miskoeke hier op Sênet rook darem baie meer as ander, Angus!)
Ek wou nog wys op Newton se wette van beweging maar genadiglik het Leon dit reeds aangeroer en toegelig. Dis hoekom die Voyager 1 al sedert September 1977 steeds voortsnel sonder dat daar enige meganismes is wat dit aandryf en op die punt staan om die Sonnestelsel te verlaat. Dis ook hoekom die planete om die son wentel sonder dat dit nodig is dat hulle aangedryf word en daarom sal 'n foton ook nie energie benodig om dit aan te dryf sodat dit 'net aanhou trek nie'.
Maar die aangeleentheid wat jy aanroer is sekerlik nou nie heeltemal so eenvoudig nie en afgesien van Newton se wette van bewegings is daar nog aangeleenthede soos Kepler se wette, Einstein se Algemene en Spesiale relatiwiteitsteorieë en so iets soos kwantum meganika wat in aanmerking geneem behoort te word.
Totaal buite my diepte?
2013-02-13 at 19:53
So 'n vrot advokaat was maar net om die arme groentjie nog verder in die verknorsing in te druk, en het meer as net 'n punt van orde nodig gehad.
Verder wil ek weet, en hier moet Brianvds en Panda miskien ook help. Het ruimte dan massa? Dit word dan, volgens jou en Brianvds, deur swaartekrag ingebuig? Swart materie? Maar waaruit bestaan dit dat dit miskien massa het? Is daar dan meer swart materie daar waar dit ingebuig word? Is swart materie dan nie eweredig versprei nie?
Ek vra maar, want ek is nie 'n kosmoloog nie.
2013-02-15 at 17:18
Angus: Weens 'n besige skedule het ek soort van vergeet van hierdie gesprek, en nou weet ek nie of jy hom nog volg nie. Boonop kry ek om een of ander rede nie altyd kommentaar-kennisgewings nie; ek vermoed LitNet se sagteware werk nie altyd soos dit moet nie.
Ruimte het nie massa nie (sover ek weet nie - ek is ook geen kosmoloog nie). Die idee van gebuigde ruimte is bloot 'n ander manier om te sê dat in die teenwoordigheid van gravitasie, is daar nie so ding soos 'n reguit liniaal nie. Die Euklidiese konsep van 'n reguit lyn blyk in sigself verdag te wees.
Een van Einstein se vele breinknopende insigte was dat gravitasie en versnelling ekwivalent is. Hy het op die idee gekom deur die volgende gedagte-eksperiment. Gestel jy is in 'n stilstaande hysbak aan die buitekant van 'n gebou, sodat die hele ding in sonlig is. In die muur van die hysbak is 'n gaatjie waar sonlig inskyn, sodat daar reg oorkant die gaatjie, teen die teenoorgestelde muur van die hysbak, 'n kolletjie lig is.
Gestel die hysbak versnel nou na bo. Jy voel dit aan die skielike vermeerdering in jou gewig. Terselfdertyd skuif die ligkolletjie ook effens na onder, omdat die lig tyd neem om oor die breedte van die hysbak te beweeg, en die hysbak self in daardie tyd effens na bo beweeg het. Maak dit sin?
Einstein se insig was om te besef dat daar geen eksperiment is wat jy kan uitvoer om jou te vertel of jy in 'n geslote, versnellende hysbak is of bloot in 'n stilstaande gravitasie-veld nie: gravitasie en versnelling is presies ekwivalent. As 'n versnellende hysbak 'n ligstraal buig, sal 'n gravitasieveld dieselfde doen.
Eksperimente en astronomiese waarnemings het Einstein se idees tot dusver netjies bevestig.
Nie dat ek juis veel van die hele gedoente verstaan nie, en dalk is my uiteensetting daarvan ook heeltemal verkeerd. Moet nie te veel waarde heg aan die uitsprake van amateur-leunstoelfilosowe op die internet nie. 🙂
2013-02-15 at 20:25
Kyk asb in jou "spam"-boks ("pespos" in Afrikaans?) of die LitNet-kennisgewings dalk daar beland het. Ek het nog nie ander klagtes ontvang dat iemand nie 'n kennisgewing van kommentaar ontvang nie.
Onthou asb: Jy moet ingeteken wees en jy moet merk dat jy verdere kommentaar op die betrokke artikel wil ontvang.
Het iemand anders soortgelyke probleme? Laat weet my by webvoet@litnet.co.za.
Naomi: Nee, ek sien ook geen teken van die kennisgewings tussen die pespos nie (wel heelwat gewaarborgde planne om allerlei dele van my anatomie te vergroot). Dit is seker moontlik dat ek vergeet het om te merk dat ek kommentaar wil ontvang, maar as ek nou so kyk is die blokkie in elk geval reeds gemerk. Ek het wel die nota gekry dat jou boodskap hier sou wees!