1) Vi gj?r en utrolig oppdagelse!!

Eksperimentet bygger p? et interessant sp?rms?l om samtidighet: Er samtidighet likt i alle referansesystemer? Forklart p? en annen m?te: Er hendelser som er samtidige i et referansesystem OGS? samtidige i et annet referansesystem? Her m? vi forklare hva vi mener med et referansesystem. Et referansesystem er et system med observat?rer med samme hastighet. Det vil si at n?r du sitter p? bussen, er alle passasjerene p? bussen i samme referansesystem: Dere beveger dere med samme fart i forhold til bakken. Dere er ikke i samme referansesystem som folk p? gata, for disse har jo en annen fart enn dere! Det vi vil unders?ke, er hvorvidt dere p? bussen og de p? gata opplever samtidighet likt.

Dette vil vi pr?ve ? unders?ke med romskip! Vi har to romskip plassert med en viss avstand fra hverandre. Vi kaller romskipet til venstre for romskip 1 og romskipet til h?yre for romskip 2. Romskipene beveger seg med samme, konstante fart i forhold til hverandre, slik at avstanden mellom dem er konstant. Sett fra referansesystemet til romskipene skyter plutselig begge skip en laserstr?le samtidig mot hverandre. Litt som en western-cowboy-revolver-duell! N?r laserstr?lene treffer, eksploderer romskipene! Vi definerer fire hendelser:

• A - Romskipet til venstre skyter laserstr?len
• B - Romskipet til h?yre skyter laserstr?len
• C - Romskipet til venstre blir truffet og eksploderer
• D - Romskipet til h?yre blir truffet og eksploderer

N? befinner vi oss i romskipenes referansesystem. Vi er observat?r DE (Davy og Elmi), og befinner oss midt mellom romskipene (slapp av, vi sitter trygt inni den laserstr?le-sikrede romkapslen v?r!). Siden vi er i samme referansesystem som romskipene, vil hendelse A og B, og C og D v?re samtidige hendelser for oss. N?r vi?ser denne nervepirrende laserstr?leduellen utfolde seg, vil vi i tillegg?observere?at laserstr?lene blir skutt samtidig og at skipene eksploderer samtidig. Det kommer av at lyset m? reise like langt fra begge romskip for ? n? oss. Hadde vi befunnet oss n?rmere skip 1 ville vi sett at skip 1 skj?t f?rst, men at dette eksploderte f?rst ogs?! Selv om vi observerer lysstr?len fra skip 1 f?rst, betyr ikke det at skip 1 faktisk skj?t f?r skip 2. Hendelse A og B er fortsatt samtidige i v?rt referansesystem. Forskjellen vi ser skyldes bare at lyset fra skipene bruker ulik tid p? ? n? oss!

Det verker i hjernen av det her, det er skikkelig rart... Tenk p? det som at laserstr?len sender informasjon, og at det tar litt tid fra informasjonen oppst?r til den treffer oss. S? A og B, og C og D er fortsatt samtidige n?r vi befinner oss til venstre for midten, vi bare f?r ikke informasjonen p? samme tidspunkt. Vi ser laseren fra 1 f?rst, men laseren fra 2 er samtidig p? vei mot oss! N?r laseren fra 2 n?r oss, er det jo ikke lenge f?r den treffer romskip 1, og n?r 1 eksploderer ser vi jo f?rst lyset fra denne eksplosjonen! Det hjelper alts? ? tenke at lyset er en pakke med informasjon som trenger litt tid for ? n? oss.

Det var alts? referansesystemet til romskipene. Hva med referanesystemet til planeten? Alt dette skjer jo ved planetens overflate, og i forhold til denne beveger jo romskipene seg med en viss fart. Ut ifra definisjonen v?r om referansesystem er alts? ikke planeten og romskipene i samme referansesystem! Da m? det vel v?re noe som skjer med samtidigheten? Vi pr?ver ? fantasere litt rundt dette f?r vi gjennomf?rer eksperimentet. Sett fra planeten suser skipene over himmelen med stor fart. Denne farten kommer til ? tukle med observasjonene fra planeten. Vil A og B bli observert samtidig herfra?

Vi tenker f?rst litt p? hvordan en observat?r p? planeten ser at dette oppleves for Prof. Elmi og Davy midt mellom romskipene. Vi husker jo at vi observerte laserstr?lene krysse hverandre akkurat ved v?rt punkt i referansesystemet til romskipene. Det samme m? jo en observat?r p? planeten ogs? se? At laserstr?lene krysser hverandre der hvor DE befinner seg? Ja, slik m? det faktisk v?re: Observat?rene m? jo observere at de samme hendelsene skjer!

For ? forst? hvorfor det m? v?re slik, gj?r vi et kjapt tankeeksperiment. Vi ser for oss at punktet DE eksploderer kun dersom laserstr?lene passerer hverandre her. Sett fra romskipenes referansesystem vet vi jo at lysstr?lene passerer hverandre nettopp ved DE, som betyr at DE eksploderer! Men hvis DE eksploderer i et referansesystem m? jo DE ogs? eksplodere i et annet referansesystem! Det betyr at laserstr?lene passerer hverandre ved DE ogs? i planetens referansesystem.

Men da er det noe veldig interessant som skjer. I forhold til en observat?r p? planeten vil jo observat?r DE i midten bevege seg MOT den ene laserstr?len og FRA den andre. Vi illustrerer det tydeligere ved ? tenke oss et annet scenario. Tenk at laserstr?lene i stedet for ? bli skutt samtidig i romskipenes referansesystem, blir skutt samtidig i planetens referansesystem. Da vil en observat?r p? planeten se at DE i midten observerer det ene lyset F?R det andre! Se illustrasjonen nedenfor:

?

?

?

?

?

?

?

?

Siden romskipene og DE har en fart i forhold til planeten vil man fra planetens referansesystem se at DE beveger seg mot det ene lyset og fra det andre. Derfor ser DE det ene lyset f?r det andre.

OK, men hvordan er dette relevant for v?rt eksperiment? Da skjer jo A og B samtidig i romskipenes referansesystem! Det er jo ikke det samme, for n? sier vi (DE) at lysstr?lene krysser akkurat ved oss. Hva kommer observat?ren p? planeten til ? si da? Jo, denne ser jo ogs? n? at DE beveger seg mot det ene lyset og fra det andre lyset. Men siden vi n? vet at DE kommer til ? si at lysstr?lene krysser akkurat ved sitt punkt, kommer observat?rer p? planeten ogs? til ? si at lysstr?lene krysser ved DE. Det m? bare bety en ting: At A og B?ikke?er samtidige i planetens referansesystem!!!?

?

?

?

?

?

?

?

Det gj?r vondt i hodet... Disse referansesystem-greiene er vanskelige ? forst? seg p?, man m? jobbe mot intuisjonen sin! Vi pr?ver ? sl? oss til ro med det vi har konkludert til n?: I planetens referansesystem skyter det ene romskipet f?r det andre. Det kommer videre til ? resultere i at det fra planetsystemet ser ut som at det ene romskipet eksploderer f?r det andre!

Sett fra planetens referansesystem krysser lysstr?lene hverandre ved DE. Hva skjer etter at de har krysset? Da er det jo som at romskip 1 (til venstre) beveger seg mot lysstr?len fra romskip 2, og romskip 2 beveger seg vekk fra lysstr?len fra 1. Det betyr i praksis at lyset bruker mindre tid p? ? n? romskip 1 enn romskip 2! S? det ene romskipet eksploderer f?r det andre, og det er romskip 1!!!

?

?

?

?

?

?

?

La oss f? en oversikt over hva vi har funnet ut her. Vi plasserer hendelsene i kronologisk rekkef?lge. Sett fra romskipenes referansesystem

1. A og B - Romskipene skyter mot hverandre samtidig
2. C og D - Romskipene eksploderer samtidig

Sett fra planetens referansesystem:

1. A - Romskip 1 skyter laserstr?len mot romskip 2
2. B - Romskip 2 skyter laserstr?lem mot romskip 1
3. C - Romskip 1 eksploderer
4. D - Romskip 2 eksploderer

Vi oppsumerer kort hva vi har tenkt oss her. I planetens referansesystem m? A skje f?r B for at laserstr?lene skal passere hverandre ved punktet DE i begge referansesystemer. Dette medf?rer videre at C m? skje f?r D fordi romskipet til venstre beveger seg mot laserstr?len og romskipet til h?yre beveger seg fra laserstr?len. N? har vi gjort et grundig fors?k p? forst? situasjonen. Det er p? tide ? utf?re eksperimentet!

Vi har alts? tenkt riktig!! Samtidighet er avhengig av referansesystem! Hendelser som er samtidige i romskipenes referansesystem er ikke samtidige i planetens referansesystem!! For en oppdagelse vi har gjort, dette er jo superkuuult!!

Disse relativitetsteori-greiene er ordentlig spennende, vi har rett og slett f?tt blod p? tann og m? fortsette ? gj?re eksperimenter!! Sjekk her!!!

?

?

?