Chuyên mục Lưu trữ: Vật lý

Vật lý là tình yêu đầu tiên của tôi. Loại này có chứa các bài viết gần với trái tim của tôi. Hai mươi năm kể từ bây giờ, nếu blog này sống sót, loại này có thể sẽ tổ chức những hiểu biết lâu dài nhất của tôi. Và hai trăm năm kể từ bây giờ, nếu tôi nhớ ở tất cả, nó sẽ được cho những hiểu biết; không cho các loại người tôi, tiền tôi làm, cũng không phải bất cứ điều gì khác. Only for my first and last love…

Nhận thức, Vật lý và vai trò của ánh sáng trong Triết học

Thực tế, khi chúng ta cảm nhận được nó, không phải là khá thực. Các ngôi sao mà chúng ta thấy trên bầu trời đêm, ví dụ, không thực sự có. Họ có thể đã di chuyển hoặc thậm chí chết vào thời điểm chúng tôi có thể nhìn thấy chúng. Hư ảo này là do thời gian cần thiết cho ánh sáng từ các ngôi sao và thiên hà xa xôi để đến với chúng ta. Chúng tôi biết sự chậm trễ này.

Ngay cả ánh nắng mặt trời mà chúng ta biết như vậy cũng đã được tám phút cũ vào thời điểm chúng ta nhìn thấy nó. Thực tế này dường như không trình bày vấn đề nhận thức luận đặc biệt nghiêm trọng – nếu chúng ta muốn biết những gì đang xảy ra ở mặt trời tại, tất cả chúng ta phải làm là chờ đợi cho tám phút. Chúng ta chỉ cần 'chính xác’ cho biến dạng trong nhận thức của chúng tôi do tốc độ hữu hạn của ánh sáng trước khi chúng ta có thể tin tưởng những gì chúng ta thấy. Cùng một hiện tượng nhìn thấy ở có biểu hiện ít được biết đến trong cách chúng ta coi việc di chuyển đối tượng. Một số các thiên thể xuất hiện như là mặc dù họ đang di chuyển nhiều lần tốc độ ánh sáng, trong khi 'thực sự của họ’ tốc độ phải được ít hơn rất nhiều so với.

Điều đáng ngạc nhiên (và hiếm khi nổi bật) là khi nói đến cảm biến chuyển động, chúng ta không có thể sao tính toán trong cùng một loại đường như chúng tôi có thể sửa chữa cho sự chậm trễ trong quan sát mặt trời. Nếu chúng ta nhìn thấy một thiên thể di chuyển với tốc độ cao improbably, chúng tôi không thể tính toán nhanh hay ngay cả trong những chỉ đạo như thế nào là "thực sự’ di chuyển mà không cần phải làm cho một số giả định thêm.

Einstein đã chọn để giải quyết vấn đề bằng cách xử lý như nhận thức méo mó và phát minh ra tính chất cơ bản mới trong lĩnh vực vật lý – trong mô tả không gian và thời gian. Một ý tưởng cốt lõi của lý thuyết tương đối đặc biệt là khái niệm con người của một chuỗi có trật tự của các sự kiện trong thời gian cần phải bị bỏ rơi. Trong thực tế, vì nó cần có thời gian cho ánh sáng từ một sự kiện tại một nơi xa xôi để đến với chúng ta, và cho chúng ta trở nên nhận thức được nó, khái niệm "bây giờ’ không còn làm cho bất kỳ ý nghĩa, ví dụ, khi chúng ta nói về một vết đen mặt trời xuất hiện trên bề mặt của mặt trời chỉ vào lúc này mà các nhà thiên văn học đã cố gắng để chụp ảnh nó. Đồng thời là tương đối.

Einstein thay vì xác định lại đồng thời bằng cách sử dụng các khoảnh khắc trong thời gian chúng tôi phát hiện sự kiện này. Phát hiện, khi định nghĩa nó, liên quan đến một chuyến du lịch vòng quanh chuyến đi của ánh sáng tương tự như phát hiện radar. Chúng tôi gửi một tín hiệu đi du lịch ở tốc độ ánh sáng, và chờ đợi sự phản ánh. Nếu xung phản xạ từ hai sự kiện đến với chúng ta ở ngay lập tức cùng, sau đó họ đồng thời. Tuy nhiên, một cách khác để nhìn vào nó chỉ đơn giản là để gọi hai sự kiện 'đồng thời’ nếu ánh sáng từ họ đến với chúng ta ở ngay lập tức cùng. Nói cách khác, chúng ta có thể sử dụng ánh sáng được tạo ra bởi các đối tượng theo quan sát hơn là gửi tín hiệu đến họ và nhìn vào sự phản ánh.

Sự khác biệt này có thể âm thanh như một technicality tóc-chia, nhưng nó làm cho một sự khác biệt rất lớn để dự đoán chúng ta có thể làm cho. Sự lựa chọn của Einstein kết quả trong một hình ảnh toán học có nhiều đặc tính mong muốn, trong đó có việc phát triển lý thuyết thêm thanh lịch hơn. Nhưng sau đó, Einstein tin, như một vấn đề của đức tin nó sẽ có vẻ, rằng các quy tắc chi phối vũ trụ phải được 'thanh lịch.’ Tuy nhiên, phương pháp tiếp cận khác có lợi thế khi nói đến mô tả các đối tượng trong chuyển động. Bởi vì, tất nhiên, chúng tôi không sử dụng radar để xem các ngôi sao trong chuyển động; chúng ta chỉ cảm nhận được ánh sáng (hoặc bức xạ khác) đến từ chúng. Tuy nhiên, sử dụng loại mô giác, chứ không phải là "phát hiện giống như radar,’ để mô tả các kết quả vũ trụ trong một hình ảnh xấu hơn toán học. Einstein sẽ không chấp nhận!

Sự khác biệt toán học sinh ra các quan điểm triết học khác nhau, do đó thấm vào sự hiểu biết về hình ảnh vật lý của chúng ta về thực tại. Là một minh họa, giả sử chúng ta quan sát, thông qua một kính thiên văn radio, hai đối tượng trên bầu trời, với khoảng hình dạng giống nhau, kích thước và các đặc tính. Điều duy nhất chúng ta biết chắc chắn là các sóng vô tuyến từ hai điểm khác nhau trên bầu trời với chúng tôi tại ngay lập tức cùng một thời. Chúng tôi chỉ có thể đoán khi những con sóng bắt đầu cuộc hành trình của họ.

Nếu chúng ta giả (như chúng ta thường làm) mà những con sóng bắt đầu cuộc hành trình khoảng ở ngay lập tức cùng một thời, chúng tôi kết thúc với một hình ảnh của hai 'thực tế’ thùy đối xứng ít nhiều cách nhìn thấy chúng. Nhưng có một, khả năng khác nhau và đó là những con sóng bắt nguồn từ cùng một đối tượng (đó là chuyển động) hai khoảnh khắc khác nhau trong thời gian, đạt kính thiên văn tại ngay lập tức cùng. Khả năng này có thể giải thích thêm một số tính chất quang phổ và thời gian của các nguồn phát thanh đối xứng như vậy. Vì vậy mà trong hai hình ảnh chúng ta nên như thật? Hai đối tượng đối xứng như chúng ta thấy chúng hoặc một vật chuyển động trong một cách nào đó để cho chúng ta ấn tượng rằng? Liệu nó có thực sự quan trọng đó là một 'thực tế'? Có phải 'thực tế’ có ý nghĩa gì trong bối cảnh này?

Thuyết tương đối đặc biệt cung cấp cho một câu trả lời rõ ràng cho câu hỏi này. Toán học bác bỏ khả năng của một đối tượng duy nhất di chuyển trong một thời trang như để bắt chước hai đối tượng. Về cơ bản, những gì chúng ta thấy là những gì được ra khỏi đó. Tuy nhiên,, nếu chúng ta xác định các sự kiện bởi những gì chúng ta nhận thức, lập trường triết học chỉ có ý nghĩa là một trong đó ngắt kết nối thực tế cảm nhận được từ những nguyên nhân nằm đằng sau những gì đang được cảm nhận.

Ngắt kết nối này không phải là hiếm trong các trường học của tư tưởng triết học. Phenomenalism, ví dụ, giữ quan điểm cho rằng không gian và thời gian không phải là thực tế khách quan. Họ chỉ đơn thuần là phương tiện của nhận thức của chúng tôi. Tất cả các hiện tượng xảy ra trong không gian và thời gian chỉ là những bó của nhận thức của chúng tôi. Nói cách khác, không gian và thời gian là các cấu trúc nhận thức xuất phát từ nhận thức. Do đó, tất cả các tính chất vật lý mà chúng ta gán cho không gian và thời gian chỉ có thể áp dụng cho thực tế hiện tượng (thực tế của 'những điều-in-the-thế giới’ khi chúng ta cảm nhận được nó. Thực tế cơ bản (mà giữ nguyên nhân vật lý của nhận thức của chúng tôi), Ngược lại, vẫn còn ngoài tầm với nhận thức của chúng tôi.

Tuy nhiên, có một hố ngăn cách giữa các quan điểm của triết học và vật lý hiện đại. Không cho không có gì đã làm các nhà vật lý đoạt giải Nobel, Steven Weinberg, tự hỏi, trong giấc mơ cuốn sách của ông về một lý thuyết cuối cùng, lý do tại sao sự đóng góp từ triết lý đến vật lý đã rất ngạc nhiên nhỏ. Có lẽ đó là vì vật lý vẫn chưa đi đến thỏa thuận với thực tế là khi nói đến nhìn thấy vũ trụ, không có những điều như một ảo ảnh quang học – mà có lẽ là những gì Goethe có nghĩa là khi ông nói:, 'Ảo giác quang học là chân lý quang học.’

Sự khác biệt (hoặc thiếu đó) giữa ảo ảnh quang học và chân lý là một trong những cuộc tranh luận lâu đời nhất trong triết học. Sau khi tất cả, nó là về sự khác biệt giữa kiến ​​thức và thực tế. Kiến thức được coi là điểm của chúng tôi về một cái gì đó, trong thực tế, là 'thực sự là trường hợp.’ Nói cách khác, kiến thức là một sự phản ánh, hoặc một hình ảnh tinh thần của một cái gì đó bên ngoài, như thể hiện trong hình bên dưới.

ExternalToBrain

Trong bức tranh này, mũi tên màu đen đại diện cho quá trình tạo ra kiến ​​thức, trong đó bao gồm nhận thức, hoạt động nhận thức, và việc thực hiện lý tính thuần túy. Đây là hình ảnh mà vật lý đã chấp nhận. Trong khi thừa nhận rằng nhận thức của chúng tôi có thể không hoàn hảo, vật lý cho rằng chúng ta có thể nhận được gần hơn và gần gũi hơn với thực tế bên ngoài thông qua thử nghiệm ngày càng tốt hơn, và, quan trọng hơn, thông qua theorization tốt hơn. Các lý thuyết đặc biệt và tương đối tổng quát là những ví dụ của các ứng dụng tuyệt vời của quan điểm này của thực tại mà các nguyên tắc vật lý đơn giản là không ngừng theo đuổi bằng cách sử dụng máy tính vượt trội của lý trí thuần túy để kết luận một cách logic không thể tránh khỏi của họ.

Nhưng có một, nhìn khác về kiến ​​thức và thực tế là đã được khoảng một thời gian dài. Đây là quan điểm cho rằng liên quan đến thực tế xem là một đại diện nhận thức nội bộ của đầu vào cảm giác của chúng tôi, như minh họa dưới đây.

AbsolutelToBrain

Theo quan điểm này, kiến thức và nhận thức thực tế là cả hai cấu trúc nhận thức nội bộ, mặc dù chúng tôi đã đến để nghĩ về họ như riêng biệt. Những gì là bên ngoài không phải là thực tế khi chúng ta cảm nhận nó, nhưng một thực thể không thể biết dẫn đến những nguyên nhân vật lý đằng sau đầu vào cảm giác. Trong hình minh họa, mũi tên lần đầu tiên đại diện cho quá trình cảm biến, và mũi tên thứ hai đại diện cho các bước lý luận nhận thức và hợp lý. Để áp dụng quan điểm này của thực tế và kiến ​​thức, chúng ta phải đoán bản chất của thực tại tuyệt đối, không thể biết vì nó là. Một ứng cử viên có thể cho các thực tại tuyệt đối là cơ học Newton, mà đưa ra một dự đoán hợp lý cho thực tế nhận thức của chúng tôi.

Để tóm tắt, khi chúng tôi cố gắng để xử lý các biến dạng do nhận thức, chúng tôi có hai lựa chọn, hoặc hai quan điểm triết học có thể. Một là chấp nhận sự biến dạng như một phần của không gian và thời gian của chúng tôi, là tương đối đặc biệt không. Các tùy chọn khác là giả định rằng có một 'cao’ thực tế khác biệt với thực tế cảm nhận của chúng tôi, có thuộc tính chúng ta chỉ có thể phỏng đoán. Nói cách khác, một lựa chọn là sống với sự biến dạng, trong khi người kia là đề xuất võ đoán về tính xác thực cao hơn. Không ai trong số những lựa chọn này đặc biệt hấp dẫn. Nhưng con đường đoán cũng tương tự như quan điểm được chấp nhận trong phenomenalism. Nó cũng dẫn đến tự nhiên như thế nào thực tế được xem trong khoa học thần kinh nhận thức, nghiên cứu những cơ chế sinh học đằng sau nhận thức.

The twist với câu chuyện về ánh sáng và thực tế là chúng ta dường như đã biết tất cả điều này trong một thời gian dài. Vai trò của ánh sáng trong việc tạo ra thực tế hay vũ trụ của chúng ta là ở trung tâm của tư duy tôn giáo phương Tây. Một vũ trụ không có những ánh sáng không chỉ đơn giản là một thế giới mà bạn đã tắt đèn. Nó thực sự là một vũ trụ không có các chính, một vũ trụ không tồn tại. Chính trong bối cảnh này, chúng ta phải hiểu sự khôn ngoan đằng sau tuyên bố đó là trái đất là vô hình, hiệu’ cho đến khi Chúa gây ra ánh sáng được, bằng cách nói rằng 'Hãy có ánh sáng.’

Kinh Koran cũng nói, "Allah là ánh sáng của bầu trời và trái đất,’ được phản ánh trong một trong những tác phẩm của Ấn Độ giáo cổ xưa: 'Xin hãy dẫn tôi từ bóng tối ra ánh sáng, dẫn tôi từ hư không đến thực sự.’ Vai trò của ánh sáng trong việc chúng ta ra khỏi khoảng trống không thật (hư vô) một thực tế đã thực sự hiểu một thời gian dài, thời gian dài. Có thể rằng các thánh và tiên tri cổ đại đã biết những điều mà chúng ta mới chỉ bắt đầu phát hiện ra với tất cả các tiến bộ của chúng tôi cho là kiến ​​thức?

Có sự tương đồng giữa sự khác biệt noumenal-hiện tượng của Kant và phenomenalists sau, và sự khác biệt Brahman-Maya trong Advaita. Trí tuệ về bản chất của thực tế từ các tiết mục của tâm linh được tái tạo trong khoa học thần kinh hiện đại, mà đối xử với thực tế như là một đại diện nhận thức được tạo ra bởi não. Não sử dụng đầu vào cảm giác, bộ nhớ, ý thức, và thậm chí cả ngôn ngữ như là thành phần trong pha chế cảm giác của chúng ta về thực tại. Quan điểm này của thực tại, Tuy nhiên, là một cái gì đó là vật lý vẫn không thể đi đến thỏa thuận với. Tuy nhiên, trong phạm vi lĩnh vực của mình (không gian và thời gian) là một phần của thực tế, vật lý không phải là miễn dịch với triết lý.

Trong thực tế, khi chúng ta đẩy giới hạn của kiến ​​thức của chúng tôi tiếp tục và tiếp tục, chúng tôi phát hiện ra mối liên kết cho đến nay vẫn không bị nghi ngờ và thường đáng ngạc nhiên giữa các ngành khác nhau của nỗ lực con người. Tuy nhiên,, cách các lĩnh vực đa dạng của kiến ​​thức của chúng tôi có thể độc lập với nhau nếu tất cả các kiến ​​thức là chủ quan? Nếu chỉ đơn thuần là kiến ​​thức là đại diện nhận thức của kinh nghiệm của chúng tôi? Nhưng sau đó, đó là những sai lầm hiện đại để suy nghĩ kiến ​​thức là đại diện nội bộ của chúng ta về một thực tại bên ngoài, và do đó khác biệt với nó. Thay vào đó, công nhận và sử dụng các mối liên kết giữa các lĩnh vực khác nhau của đời sống con người có thể là điều kiện tiên quyết cần thiết cho giai đoạn tiếp theo trong việc phát triển trí tuệ tập thể của chúng tôi.

Hộp: Tàu của EinsteinMột trong những thí nghiệm tưởng tượng nổi tiếng của Einstein cho thấy sự cần thiết phải suy nghĩ lại những gì chúng ta có ý nghĩa bởi sự kiện đồng thời. Nó mô tả một tàu cao tốc vũ bão dọc theo một đường thẳng qua một trạm nhỏ như là một người đàn ông đứng trên sân ga xem nó tăng tốc độ bằng. Trước sự ngạc nhiên của mình, khi tàu đi qua anh, hai bu lông sét tấn công bài hát kế tiếp để hai đầu của đoàn tàu! (Thuận, cho các nhà điều tra sau đó, họ để lại ghi dấu cả trên tàu và trên mặt đất.)

Với người đàn ông, có vẻ như hai bu lông sét đánh vào chính xác cùng một thời điểm. Sau đó, các dấu vết trên mặt đất của đường xe lửa cho thấy những điểm sáng nơi xảy ra được chính xác khoảng cách bằng nhau từ anh ấy. Kể từ đó các bu lông sét đi du lịch cùng một khoảng cách về phía anh, và kể từ khi họ xuất hiện với người đàn ông xảy ra tại cùng một thời điểm chính xác, ông không có lý do để không kết luận rằng các bu lông sét xảy ra lúc chính xác cùng một thời điểm. Họ đồng thời.

Tuy nhiên, giả sử một chút sau đó, người đàn ông gặp một người phụ nữ hành khách đã xảy ra để được ngồi trong xe tự chọn, chính xác ở trung tâm của tàu, và nhìn ra ngoài cửa sổ vào thời điểm đó các bu lông sét đánh. Hành khách này nói với anh rằng cô nhìn thấy tia sét đầu tiên rơi xuống đất gần động cơ ở phía trước của tàu hơi trước khi điều thứ hai rơi xuống đất bên cạnh chiếc xe hành lý ở phía sau của xe lửa.

Hiệu quả không có gì để làm với khoảng cách ánh sáng phải đi, khi cả hai người phụ nữ và người đàn ông là cách đều giữa hai điểm là sáng hit. Tuy nhiên, họ quan sát các chuỗi sự kiện hoàn toàn khác biệt.

Bất đồng này thời gian của các sự kiện là không thể tránh khỏi, Einstein nói, là người phụ nữ có hiệu lực di chuyển về phía điểm mà đèn flash của sét đánh gần động cơ-và đi từ điểm mà đèn flash của Nám nhấn bên cạnh chiếc xe hành lý. Trong số lượng nhỏ của thời gian cần cho các tia sáng để tiếp cận với phụ nữ, vì di chuyển tàu, khoảng cách tia sáng đầu tiên phải đi đến co lại của mình, và khoảng cách đèn flash thứ hai phải đi du lịch phát triển.

Thực tế này có thể không được nhận thấy trong trường hợp của tàu và máy bay, nhưng khi nói đến khoảng cách vũ trụ, đồng thời thực sự không có ý nghĩa gì. Ví dụ, sự bùng nổ của hai siêu tân tinh xa xôi, xem như đồng thời từ điểm thuận lợi của chúng ta trên trái đất, sẽ xuất hiện xảy ra trong các kết hợp thời gian khác nhau từ những quan điểm khác.

Trong tương đối: Đặc biệt, Tổng Lý thuyết (1920), Einstein đặt nó theo cách này:

'Mỗi tài liệu tham khảo cơ thể (phối hợp hệ thống) có thời gian cụ thể của riêng mình; trừ khi chúng tôi đang nói với các tài liệu tham khảo cơ thể mà tuyên bố thời gian đề cập, không có ý nghĩa trong một tuyên bố thời gian của một sự kiện.’

Tsunami

The Asian Tsunami two and a half years ago unleashed tremendous amount energy on the coastal regions around the Indian ocean. What do you think would’ve have happened to this energy if there had been no water to carry it away from the earthquake? I mean, if the earthquake (of the same kind and magnitude) had taken place on land instead of the sea-bed as it did, presumably this energy would’ve been present. How would it have manifested? As a more violent earthquake? Or a longer one?

I picture the earthquake (in cross-section) as a cantilever spring being held down and then released. The spring then transfers the energy to the tsunami in the form of potential energy, as an increase in the water level. As the tsunami radiates out, it is only the potential energy that is transferred; the water doesn’t move laterally, only vertically. As it hits the coast, the potential energy is transferred into the kinetic energy of the waves hitting the coast (water moving laterally then).

Given the magnitude of the energy transferred from the epicenter, I am speculating what would’ve happened if there was no mechanism for the transfer. Any thoughts?

Universe – Size and Age

I posted this question that was bothering me when I read that they found a galaxy at about 13 billion light years away. My understanding of that statement is: At distance of 13 billion light years, there was a galaxy 13 billion years ago, so that we can see the light from it now. Wouldn’t that mean that the universe is at least 26 billion years old? It must have taken the galaxy about 13 billion years to reach where it appears to be, and the light from it must take another 13 billion years to reach us.

In answering my question, Martin and Swansont (who I assume are academic phycisists) point out my misconceptions and essentially ask me to learn more. All shall be answered when I’m assimilated, it would appear! 🙂

This debate is published as a prelude to my post on the Big Bang theory, coming up in a day or two.

Mowgli 03-26-2007 10:14 PM

Universe – Size and Age
I was reading a post in http://www.space.com/ stating that they found a galaxy at about 13 billion light years away. I am trying to figure out what that statement means. To me, it means that 13 billion years ago, this galaxy was where we see it now. Isn’t that what 13b LY away means? If so, wouldn’t that mean that the universe has to be at least 26 billion years old? I mean, the whole universe started from one singular point; how could this galaxy be where it was 13 billion years ago unless it had at least 13 billion years to get there? (Ignoring the inflationary phase for the moment…) I have heard people explain that the space itself is expanding. What the heck does that mean? Isn’t it just a fancier way of saying that the speed of light was smaller some time ago?
swansont 03-27-2007 09:10 AM

Quote:

Originally Posted by Mowgli
(Post 329204)
I mean, the whole universe started from one singular point; how could this galaxy be where it was 13 billion years ago unless it had at least 13 billion years to get there? (Ignoring the inflationary phase for the moment…)

Ignoring all the rest, how would this mean the universe is 26 billion years old?

Quote:

Originally Posted by Mowgli
(Post 329204)
I have heard people explain that the space itself is expanding. What the heck does that mean? Isn’t it just a fancier way of saying that the speed of light was smaller some time ago?

The speed of light is an inherent part of atomic structure, in the fine structure constant (alpha). If c was changing, then the patterns of atomic spectra would have to change. There hasn’t been any confirmed data that shows that alpha has changed (there has been the occasional paper claiming it, but you need someone to repeat the measurements), and the rest is all consistent with no change.

Martin 03-27-2007 11:25 AM

To confirm or reinforce what swansont said, there are speculation and some fringe or nonstandard cosmologies that involve c changing over time (or alpha changing over time), but the changing constants thing just gets more and more ruled out.I’ve been watching for over 5 years and the more people look and study evidence the LESS likely it seems that there is any change. They rule it out more and more accurately with their data.So it is probably best to ignore the “varying speed of light” cosmologies until one is thoroughly familiar with standard mainstream cosmology.You have misconceptions Mowgli

  • General Relativity (the 1915 theory) trumps Special Rel (1905)
  • They don’t actually contradict if you understand them correctly, because SR has only a very limited local applicability, like to the spaceship passing by:-)
  • Wherever GR and SR SEEM to contradict, believe GR. It is the more comprehensive theory.
  • GR does not have a speed limit on the rate that very great distances can increase. the only speed limit is on LOCAL stuff (you can’t catch up with and pass a photon)
  • So we can and DO observe stuff that is receding from us faster than c. (It’s far away, SR does not apply.)
  • This was explained in a Sci Am article I think last year
  • Google the author’s name Charles Lineweaver and Tamara Davis.
  • We know about plenty of stuff that is presently more than 14 billion LY away.
  • You need to learn some cosmology so you wont be confused by these things.
  • Also a “singularity” does not mean a single point. that is a popular mistake because the words SOUND the same.
  • A singularity can occur over an entire region, even an infinite region.

Also the “big bang” model doesn’t look like an explosion of matter whizzing away from some point. It shouldn’t be imagined like that. The best article explaining common mistakes people have is this Lineweaver and Davis thing in Sci Am. I think it was Jan or Feb 2005 but I could be a year off. Google it. Get it from your local library or find it online. Best advice I can give.

Mowgli 03-28-2007 01:30 AM

To swansont on why I thought 13 b LY implied an age of 26 b years:When you say that there is a galaxy at 13 b LY away, I understand it to mean that 13 billion years ago my time, the galaxy was at the point where I see it now (which is 13 b LY away from me). Knowing that everything started from the same point, it must have taken the galaxy at least 13 b years to get where it was 13 b years ago. So 13+13. I’m sure I must be wrong.To Martin: You are right, I need to learn quite a bit more about cosmology. But a couple of things you mentioned surprise me — how do we observe stuff that is receding from as FTL? I mean, wouldn’t the relativistic Doppler shift formula give imaginary 1+z? And the stuff beyond 14 b LY away – are they “outside” the universe?I will certainly look up and read the authors you mentioned. Thanks.
swansont 03-28-2007 03:13 AM

Quote:

Originally Posted by Mowgli
(Post 329393)
To swansont on why I thought 13 b LY implied an age of 26 b years:When you say that there is a galaxy at 13 b LY away, I understand it to mean that 13 billion years ago my time, the galaxy was at the point where I see it now (which is 13 b LY away from me). Knowing that everything started from the same point, it must have taken the galaxy at least 13 b years to get where it was 13 b years ago. So 13+13. I’m sure I must be wrong.

That would depend on how you do your calibration. Looking only at a Doppler shift and ignoring all the other factors, if you know that speed correlates with distance, you get a certain redshift and you would probably calibrate that to mean 13b LY if that was the actual distance. That light would be 13b years old.

But as Martin has pointed out, space is expanding; the cosmological redshift is different from the Doppler shift. Because the intervening space has expanded, AFAIK the light that gets to us from a galaxy 13b LY away is not as old, because it was closer when the light was emitted. I would think that all of this is taken into account in the measurements, so that when a distance is given to the galaxy, it’s the actual distance.

Martin 03-28-2007 08:54 AM

Quote:

Originally Posted by Mowgli
(Post 329393)
I will certainly look up and read the authors you mentioned.

This post has 5 or 6 links to that Sci Am article by Lineweaver and Davis

http://scienceforums.net/forum/showt…965#post142965

It is post #65 on the Astronomy links sticky thread

It turns out the article was in the March 2005 issue.

I think it’s comparatively easy to read—well written. So it should help.

When you’ve read the Sci Am article, ask more questions—your questions might be fun to try and answer:-)

Twin Paradox – Take 2

The Twin Paradox is usually explained away by arguing that the traveling twin feels the motion because of his acceleration/deceleration, and therefore ages slower.

But what will happen if the twins both accelerate symmetrically? That is, they start from rest from one space point with synchronized clocks, and get back to the same space point at rest by accelerating away from each other for some time and decelerating on the way back. By the symmetry of the problem, it seems that when the two clocks are together at the end of the journey, at the same point, and at rest with respect to each other, they have to agree.

Then again, during the whole journey, each clock is in motion (accelerated or not) with respect to the other one. In SR, every clock that is in motion with respect to an observer’s clock is supposed run slower. Or, the observer’s clock is always the fastest. So, for each twin, the other clock must be running slower. However, when they come back together at the end of the journey, they have to agree. This can happen only if each twin sees the other’s clock running faster at some point during the journey. What does SR say will happen in this imaginary journey?

(Note that the acceleration of each twin can be made constant. Have the twins cross each other at a high speed at a constant linear deceleration. They will cross again each other at the same speed after sometime. During the crossings, their clocks can be compared.)

Unreal Time

Farsight wrote:Time is a velocity-dependent subjective measure of event succession rather than something fundamental – the events mark the time, the time doesn’t mark the events. This means the stuff out there is space rather than space-time, and is an “aether” veiled by subjective time.

I like your definition of time. It is close to my own view that time is “unreal.” It is possible to treat space as real and space-time as something different, as you do. This calls for some careful thought. I will outline my thinking in this post and illustrate it with an example, if my friends don’t pull me out for lunch before I can finish. :)

The first question we need to ask ourselves is why space and time seem coupled? The answer is actually too simple to spot, and it is in your definition of time. Space and time mix through our concept of velocity and our brain’s ability to sense motion. There is an even deeper connection, which is that space is a cognitive representation of the photons inputs to our eyes, but we will get to it later.

Let’s assume for a second that we had a sixth sense that operated at an infinite speed. That is, if star explodes at a million light years from us, we can sense it immediately. We will see it only after a million years, but we sense it instantly. I know, it is a violation of SR, cannot happen and all that, but stay with me for a second. Now, a little bit of thinking will convince you that the space that we sense using this hypothetical sixth sense is Newtonian. Here, space and time can be completely decoupled, absolute time can be defined etc. Starting from this space, we can actually work out how we will see it using light and our eyes, knowing that the speed of light is what it is. It will turn out, clearly, that we seen events with a delay. That is a first order (or static) effect. The second order effect is the way we perceive objects in motion. It turns out that we will see a time dilation and a length contraction (for objects receding from us.)

Let me illustrate it a little further using echolocation. Assume that you are a blind bat. You sense your space using sonar pings. Can you sense a supersonic object? If it is coming towards you, by the time the reflected ping reaches you, it has gone past you. If it is going away from you, your pings can never catch up. In other words, faster than sound travel is “forbidden.” If you make one more assumption – the speed of the pings is the same for all bats regardless of their state of motion – you derive a special relativity for bats where the speed of sound is the fundamental property of space and time!

We have to dig a little deeper and appreciate that space is no more real than time. Space is a cognitive construct created out of our sensory inputs. If the sense modality (light for us, sound for bats) has a finite speed, that speed will become a fundamental property of the resultant space. And space and time will be coupled through the speed of the sense modality.

This, of course, is only my own humble interpretation of SR. I wanted to post this on a new thread, but I get the feeling that people are a little too attached to their own views in this forum to be able to listen.

Leo wrote:Minkowski spacetime is one interpretation of the Lorentz transforms, but other interpretations, the original Lorentz-Poincaré Relativity or modernized versions of it with a wave model of matter (LaFreniere or Close or many others), work in a perfectly euclidean 3D space.

So we end up with process slowdown and matter contraction, but NO time dilation or space contraction. The transforms are the same though. So why does one interpretation lead to tensor metric while the others don’t? Or do they all? I lack the theoretical background to answer the question.

Hi Leo,

If you define LT as a velocity dependent deformation of an object in motion, then you can make the transformation a function of time. There won’t be any warping and complications of metric tensors and stuff. Actually what I did in my book is something along those lines (though not quite), as you know.

The trouble arises when the transformation matrix is a function of the vector is transforming. So, if you define LT as a matrix operation in a 4-D space-time, you can no longer make it a function of time through acceleration any more than you can make it a function of position (as in a velocity field, for instance.) The space-time warping is a mathematical necessity. Because of it, you lose coordinates, and the tools that we learn in our undergraduate years are no longer powerful enough to handle the problem.

Of Rotation, LT and Acceleration

In the “Philosophical Implications” forum, there was an attempt to incorporate acceleration into Lorentz transformation using some clever calculus or numerical techniques. Such an attempt will not work because of a rather interesting geometric reason. I thought I would post the geometric interpretation of Lorentz transformation (or how to go from SR to GR) here.

Let me start with a couple of disclaimers. First of, what follows is my understanding of LT/SR/GR. I post it here with the honest belief that it is right. Although I have enough academic credentials to convince myself of my infallibility, who knows? People much smarter than me get proven wrong every day. And, if we had our way, we would prove even Einstein himself wrong right here in this forum, wouldn’t we? :D Secondly, what I write may be too elementary for some of the readers, perhaps even insultingly so. I request them to bear with it, considering that some other readers may find it illuminating. Thirdly, this post is not a commentary on the rightness or wrongness of the theories; it is merely a description of what the theories say. Or rather, my version of what they say. With those disclaimers out of the way, let’s get started…

LT is a rotation in the 4-D space-time. Since it not easy to visualize 4-D space-time rotation, let’s start with a 2-D, pure space rotation. One fundamental property of a geometry (such as 2-D Euclidean space) is its metric tensor. The metric tensor defines the inner product between two vectors in the space. In normal (Euclidean or flat) spaces, it also defines the distance between two points (or the length of a vector).

Though the metric tensor has the dreaded “tensor” word in its name, once you define a coordinate system, it is only a matrix. For Euclidean 2-D space with x and y coordinates, it is the identity matrix (two 1’s along the diagonal). Let’s call it G. The inner product between vectors A and B is A.B = Trans(A) G B, which works out to be a_1b_1+a_2b_2. Distance (or length of A) can be defined as \sqrt{A.A}.

So far in the post, the metric tensor looks fairly useless, only because it is the identity matrix for Euclidean space. SR (or LT), on the other hand, uses Minkowski space, which has a metric that can be written with [-1, 1, 1, 1] along the diagonal with all other elements zero – assuming time t is the first component of the coordinate system. Let’s consider a 2-D Minkowski space for simplicity, with time (t) and distance (x) axes. (This is a bit of over-simplification because this space cannot handle circular motion, which is popular in some threads.) In units that make c = 1, you can easily see that the invariant distance using this metric tensor is \sqrt{x^2 - t^2}.

Continued…

The Unreal Universe — Discussion with Gibran

Hi again,You raise a lot of interesting questions. Let me try to answer them one by one.

You’re saying that our observations of an object moving away from us would look identical in either an SR or Galilean context, and therefore this is not a good test for SR.

What I’m saying is slightly different. The coordinate transformation in SR is derived considering only receding objects and sensing it using radar-like round trip light travel time. It is then assumed that the transformation laws thus derived apply to all objects. Because the round trip light travel is used, the transformation works for approaching objects as well, but not for things moving in other directions. But SR assumes that the transformation is a property of space and time and asserts that it applies to all moving (inertial) frames of reference regardless of direction.

We have to go a little deeper and ask ourselves what that statement means, what it means to talk about the properties of space. We cannot think of a space independent of our perception. Physicists are typically not happy with this starting point of mine. They think of space as something that exists independent of our sensing it. And they insist that SR applies to this independently existing space. I beg to differ. I consider space as a cognitive construct based on our perceptual inputs. There is an underlying reality that is the cause of our perception of space. It may be nothing like space, but let’s assume, for the sake of argument, that the underlying reality is like Galilean space-time. How would be perceive it, given that we perceive it using light (one-way travel of light, not two-way as SR assumes)? It turns out that our perceptual space would have time dilation and length contraction and all other effect predicted by SR. So my thesis is that the underlying reality obeys Galilean space-time and our perceptual space obeys something like SR. (It is possible that if I assume that our perception uses two-way light travel, I may get SR-like transformation. I haven’t done it because it seems obvious to me that we perceive a star, for instance, by sensing the light from it rather than flashing a light at it.)

This thesis doesn’t sit well with physicists, and indeed with most people. They mistake “perceptual effects” to be something like optical illusions. My point is more like space itself is an illusion. If you look at the night sky, you know that the stars you see are not “real” in the sense that they are not there when you are looking at them. This is simply because the information carrier, namely light, has a finite speed. If the star under observation is in motion, our perception of its motion is distorted for the same reason. SR is an attempt to formalize our perception of motion. Since motion and speed are concepts that mix space and time, SR has to operate on “space-time continuum.” Since SR is based on perceptual effects, it requires an observer and describes motion as he perceives it.

But are you actually saying that not a single experiment has been done with objects moving in any other direction than farther away? And what about experiments on time dilation where astronauts go into space and return with clocks showing less elapsed time than ones that stayed on the ground? Doesn’t this support the ideas inherent in SR?

Experiments are always interpreted in the light of a theory. It is always a model based interpretation. I know that this is not a convincing argument for you, so let me give you an example. Scientists have observed superluminal motion in certain celestial objects. They measure the angular speed of the celestial object, and they have some estimate of its distance from us, so they can estimate the speed. If we didn’t have SR, there would be nothing remarkable about this observation of superluminality. Since we do have SR, one has to find an “explanation” for this. The explanation is this: when an object approaches us at a shallow angle, it can appear to come in quite a bit faster than its real speed. Thus the “real” speed is subluminal while the “apparent” speed may be superluminal. This interpretation of the observation, in my view, breaks the philosophical grounding of SR that it is a description of the motion as it appears to the observer.

Now, there are other observations of where almost symmetric ejecta are seen on opposing jets in symmetric celestial objects. The angular speeds may indicate superluminality in both the jets if the distance of the object is sufficiently large. Since the jets are assumed to be back-to-back, if one jet is approaching us (thereby giving us the illusion of superluminality), the other jet has bet receding and can never appear superluminal, unless, of course, the underlying motion is superluminal. The interpretation of this observation is that the distance of the object is limited by the “fact” that real motion cannot be superluminal. This is what I mean by experiments being open to theory or model based interpretations.

In the case of moving clocks being slower, it is never a pure SR experiment because you cannot find space without gravity. Besides, one clock has to be accelerated or decelerated and GR applies. Otherwise, the age-old twin paradox would apply.

I know there have been some experiments done to support Einstein’s theories, like the bending of light due to gravity, but are you saying that all of them can be consistently re-interpreted according to your theory? If this is so, it’s dam surprising! I mean, no offense to you – you’re obviously a very bright individual, and you know much more about this stuff than I do, but I’d have to question how something like this slipped right through physicists’ fingers for 100 years.

These are gravity related questions and fall under GR. My “theory” doesn’t try to reinterpret GR or gravity at all. I put theory in inverted quotes because, to me, it is a rather obvious observation that there is a distinction between what we see and the underlying causes of our perception. The algebra involved is fairly simple by physics standards.

Supposing you’re right in that space and time are actually Galilean, and that the effects of SR are artifacts of our perception. How then are the results of the Michelson-Morley experiments explained? I’m sorry if you did explain it in your book, but it must have flown right over my head. Or are we leaving this as a mystery, an anomaly for future theorists to figure out?

I haven’t completely explained MMX, more or less leaving it as a mystery. I think the explanation hinges on how light is reflected off a moving mirror, which I pointed out in the book. Suppose the mirror is moving away from the light source at a speed of v in our frame of reference. Light strikes it at a speed of c-v. What is the speed of the reflected light? If the laws of reflection should hold (it’s not immediately obvious that they should), then the reflected light has to have a speed of c-v as well. This may explain why MMX gives null result. I haven’t worked out the whole thing though. I will, once I quit my day job and dedicate my life to full-time thinking. :-)

My idea is not a replacement theory for all of Einstein’s theories. It’s merely a reinterpretation of one part of SR. Since the rest of Einstein’s edifice is built on this coordinate transformation part, I’m sure there will be some reinterpretation of the rest of SR and GR also based on my idea. Again, this is a project for later. My reinterpretation is not an attempt to prove Einstein’s theories wrong; I merely want to point out that they apply to reality as we perceive it.

Overall, it was worth the $5 I payed. Thanks for the good read. Don’t take my questions as an assault on your proposal – I’m honestly in the dark about these things and I absolutely crave light (he he). If you could kindly answer them in your spare time, I’d love to share more ideas with you. It’s good to find a fellow thinker to bounce cool ideas like this off of. I’ll PM you again once I’m fully done the book. Again, it was a very satisfying read.

Thanks! I’m glad that you like my ideas and my writing. I don’t mind criticism at all. Hope I have answered most of your questions. If not, or if you want to disagree with my answers, feel free to write back. Always a pleasure to chat about these things even if we don’t agree with each other.

– Best regards,
– Manoj

Anti-relativity and Superluminality

Leo wrote:I have some problems with the introductory part though, when you confront light travel effects and relativistic transforms. You correctly state that all perceptual illusions have been cleared away in the conception of Special Relativity, but you also say that these perceptual illusions remained as a subconscious basis for the cognitive model of Special Relativity. Do I understand what you mean or do I get it wrong?

The perceptual effects are known in physics; they are called Light Travel Time effects (LTT, to cook up an acronym). These effects are considered an optical illusion on the motion of the object under observation. Once you take out the LTT effects, you get the “real” motion of the object . This real motion is supposed to obey SR. This is the current interpretation of SR.

My argument is that the LTT effects are so similar to SR that we should think of SR as just a formalization of LTT. (In fact, a slightly erroneous formalization.) Many reasons for this argument:
1. We cannot disentagle the “optical illusion” because many underlying configurations give rise to the same perception. In other words, going from what we see to what is causing our perception is a one to many problem.
2. SR coordinate transformation is partially based on LTT effects.
3. LTT effects are stronger than relativistic effects.

Probably for these reasons, what SR does is to say that what we see is what it is really like. It then tries to mathematically describe what we see. (This is what I meant by a formaliztion. ) Later on, when we figured out that LTT effects didn’t quite match with SR (as in the observation of “apparent” superluminal motion), we thought we had to “take out” the LTT effects and then say that the underlying motion (or space and time) obeyed SR. What I’m suggesting in my book and articles is that we should just guess what the underlying space and time are like and work out what our perception of it will be (because going the other way is an ill-posed one-to-many problem). My first guess, naturally, was Galilean space-time. This guess results in a rather neat and simple explantions of GRBs and DRAGNs as luminal booms and their aftermath.

Discussion on the Daily Mail (UK)

On the Daily Mail forum, one participant (called “whats-in-a-name”) started talking about The Unreal Universe on July 15, 2006. It was attacked fairly viciously on the forum. I happened to see it during a Web search and decided to step in and defend it.

15 July, 2006

Posted by: whats-in-a-name on 15/07/06 at 09:28 AM

Ah, Kek, you’ve given me a further reason to be distracted from what I should be doing- and I can tell you that this is more interesting at the moment.I’ve been trying to formulate some ideas and there’s one coming- but I’ll have to give it to you in bits.I don’t want to delve into pseudoscience or take the woo-ish road that says that you can explain everything with quantum theory, but try starting here: http://theunrealuniverse.com/phys.shtml

The “Journal Article” link at the bottom touches on some of the points that we discussed elsewhere. It goes slightly off-topic, but you might also find the “Philosophy” link at the top left interesting.

Posted by: patopreto on 15/07/06 at 06:17 PM

Regarding that web site wian.One does not need to ead past this sentence –

The theories of physics are a description of reality. Reality is created out of the readings from our senses. Knowing that our senses all work using light as an intermediary, is it a surprise that the speed of light is of fundamental importance in our reality?

to realise that tis web site is complete ignorant hokum. I stopped at that point.

16 July, 2006

Posted by: whats-in-a-name on 16/07/06 at 09:04 AM

I’ve just been back to read that bit more carefully. I don’t know why the writer phrased it like that but surely what he meant was:(i) “Our perception of what is real is created out of the readings from our senses.” I think that most physicists wouldn’t argue with that would they? At the quantum level reality as we understand it doesn’t exist; you can only say that particles have more of a tendency to exist in one place or state than another.(ii) The information that we pick up from optical or radio telescopes, gamma-ray detectors and the like, shows the state of distant objects as they were in the past, owing to the transit time of the radiation. Delving deeper into space therefore enables us to look further back into the history of the universe.It’s an unusual way to express the point, I agree, but it doesn’t devalue the other information on there. In particular there are links to other papers that go into rather more detail, but I wanted to start with something that offered a more general view.

I get the impression that your study of physics is rather more advanced than mine- as I’ve said previously I’m only an amateur, though I’ve probably taken my interest a bit further than most. I’m happy to be corrected if any of my reasoning is flawed, though what I’ve said so far s quite basic stuff.

The ideas that I’m trying to express in response to Keka’s challenge are my own and again, I’m quite prepared to have you or anyone else knock them down. I’m still formulating my thoughts and I wanted to start by considering the model that physicists use of the nature of matter, going down to the grainy structure of spacetime at the Plank distance and quantum uncertainty.

I’ll have to come back to this in a day or two, but meanwhile if you or anyone else wants to offer an opposing view, please do.

Posted by: patopreto on 16/07/06 at 10:52 AM

I don’t know why the writer phrased it like that but surely what he meant was:

I think the write is quit clear! WIAN – you have re-written what he says to mean something different.

The writer is quite clear – “Once we accept that space and time are a part of the cognitive model created by the brain, and that special relativity applies to the cognitive model, we can ponder over the physical causes behind the model, the absolute reality itself.”

Blah Blah Blah!

The writer, Manoj Thulasidas, is an employee of OCBC bank in Singapore and self-described “amateur philosopher”. What is he writes appears to be nothing more than a religiously influenced solipsistic philosophy. Solipsism is interesting as a philosophical standpoint but quickly falls apart. If Manoj can start his arguments from such shaky grounds without explanation, then I really have no other course to take than to accept his descriptions of himself as “amateur”.

Maybe back to MEQUACK!