Luonnonfilosofian seura

Paul Talvio 18.8.2003

Hyvät luonnonfilosofit.

Ne, jotka ovat kiinnostuneita jatkamaan keväällä Jyrki Tyrkön Mellin-esitelmästä alkanutta keskustelua voivat kesän virkistämin aivoin tutustua tässä lähettämääni aineistoon.

Tyrkkö ei saanut kunnon vastaustaan keväällä Mellinin pohdintoihin suhteellisuusteorian samanaikaisuudesta. Lupasin palata asiaan. Eisteinin kirjassa Luku 9” The Relativity of Simultaneity” (kopio oheisena) on liian suppea ja suorastaan harhaanjohtava esitys asiasta. Siitä jää käsitys, että tapahtumien samanaikaisuus määritellään sen mukaa havaitaanko ne samanaikaisina vai ei tapahtumapaikoista etäällä olevassa paikassa. Näin ei sentään suhteellisuusteoriassakaan ole. Lähdetäänpä alusta.

Saman kirjan edellisessä Luvussa 8 (kopio oheisena) Einstein selvittää mitä tarkoitetaan tapahtuman ajalla.

We are thus led also to a definition of " time " in physics. For this purpose we suppose that clocks of identical construction are placed at the points A, B and C of the railway line (co-ordinate system) and that they are set in such a manner that the positions of their pointers are simultaneously (in the above sense) the same. Under these conditions we understand by the " time " of an event the reading (position of the hands) of that one of these clocks which is in the immediate vicinity (in space) of the event. In this manner a time-value is associated with every event which is essentially capable of observation.

Tapahtuman ajanhetki on siis tapahtuman kanssa samassa paikassa olevan kellon lukema. Samanaikaisuus on totta silloin kun tapahtuman A paikallisen kellon lukema on sama kuin tapahtuman B paikallisen kellon lukema. Samanaikaisuus suhteellisuusteoriassa on kellojen lukemien samuutta, ei havaintojen samanaikaisuutta. Ennen kuin tapahtumien samanaikaisuudesta voidaan puhua, niin on varmistuttava siitä, että kellojen viisarien asennot ovat joka hetki samat. Tämä tehdään synkronoimalla kellot A ja B lähettämällä niiden keskellä M olevasta pisteestä valonsäde joka asettaa kelloon A lukeman M + MA/c ja kelloon B lukeman M+MB/c. Oletetaan siis, että valon nopeus kumpaankin suuntaan on sama. Einsteinin mukaan oletus riittää, valon todellisella nopeudella ei ole väliä kuten seuraavasta lainauksesta Luvusta 9 käy ilmi:

"I maintain my previous definition nevertheless, because in reality it assumes absolutely nothing about light. There is only one demand to be made of the definition of simultaneity, namely, that in every real case it must supply us with an empirical decision as to whether or not the conception that has to be defined is fulfilled. That my definition satisfies this demand is indisputable. That light requires the same time to traverse the path A M as for the path B M is in reality neither a supposition nor a hypothesis about the physical nature of light, but a stipulation which I can make of my own freewill in order to arrive at a definition of simultaneity."

Tässä heitetään romukoppaan ihmisen normaali tapa käsittää samanaikaisuus. Saman aikaisuudella ei ole mitään apriorista merkitystä. Sillä on se merkitys, jonka Einsteinin ”freewill” sille määrittelee.

Ratapenkalla ja junassa olevat havaitsijat synkronoivat siis kellonsa ensin. Jos valon nopeus on ratapenkan suhteen vakio, niin ratapenkan kellot synkronoituvat ”absoluuttisesti”. Ratapenkalla olevan havaitsijan mielestä junassa olijan synkronointitoimenpide jättää kelloihin virheen, joka kellossa A on +AM´v/c2 ja kellossa B se on –BM´v/c2. Junan kello on siis kohdassa A edellä penkalla olevasta kellosta ja kohdassa B saman verran jäljessä penkalla olevasta kellosta.

Jos junassa olijat rekisteröivät kellojensa ajat salaman iskiessä, ja tuovat ne M:ssä olijalle, niin tämä toteaa salaman iskeneen ensin B:ssä ja vasta myöhemmin A:ssa. Tämähän oli myös Einsteinin kuvauksessa tilanne, mutta se riippui valon erilaisesta kulkuajasta junassa olevalle havaitsijalle. Kellojen ero johtuu samasta asiasta ja siksi tulos on sama. Jos kummalla tahansa tavalla saatu havainto hyväksytään junassa olijan todelliseksi havainnoksi, niin silloin siis samalla hyväksytään se, että valon nopeus ei ole isotrooppinen junassa. Jos se olisi isotrooppinen, niin junan kelloihin ei jäisi näyttämäeroa synkronoinnissa. Junassa olija olettaakin näin ja siksi uskoo, että penkalla olija on se, jonka synkronointi jättää näyttämäerot kelloihin.

Nyt junassa olijalle salamaniskut ovat samanaikaisia ja eriaikaisia penkalla olijalle. Näin siis samat kellot näyttävät yhdelle yhtä ja toiselle toista riippuen siitä kuka niitä katsoo. Samanaikaisuuden suhteellisuutta kerrakseen. Mitenkä yksi ja sama reaalimaailman kello, kuten atomikello, oikein tämän voi tehdä. Siitä voitte lukea perusteellisen selvityksen oheisesta kirjoituksestani ”Atomikellojen kertomaa”.

Mellin ihmetteleekin sitä, että jos kerran sekä juna että ratapenkka ovat inertiaalikoordinaatistoja, niin niissä oleville havaitsijoille valon nopeuden pitäisi aina olla vakio c. Jos siis salamaniskujen valopisteet (= emissiopisteet) sijaitsevat tapahtumahetkellä yhtä kaukana kummastakin havaitsijasta, niin molempien pitäisi havaita ne yhtaikaisina. Tämä on mahdollista vain, jos valopisteet heti emission tapahduttua jakaantuvat kahtia yksien pysyessä paikallaan ratapenkan suhteen ja toisten seuratessa junaa. Tämä onkin hänen oma valoteoriansa (valopisteitten suhteellisuus).

Oheinen kirjoitukseni ”Atomikellojen kertomaa osittaa, että sekä Einstein että Mellin ovat väärässä. Valopisteet eivät jakaannu eikä valo lähde kulkemaan yhtaikaa kahdella nopeudella emissiopisteensä suhteen. Valo ei koskaan ole yhtaikaa kahdessa tai useammassa inertiaalikoordinaatistossa.

Terv. Paul Talvio

 
© 2007 - Palvelun tekninen toteutus Optinet Oy