Licht is zwaar

Waar heeft hij het over?!
Als je de titel leest, dan denk je ongetwijfeld, dat daar iets niets klopt.
Zoals we zullen zien, is de titel echter zeer dubbelzinnig.

Met "licht" bedoel ik de straling waarvoor je ogen gevoelig zijn.
Met "zwaar" bedoel ik "gevoelig zijn voor zwaartekracht".
Dus "licht is zwaar" betekent "het licht van een lichtbron is gevoelig voor zwaartekracht".

Einstein is de beroemde professor, die de relativiteitstheorie bedacht heeft.
Eén van zijn gedachten was het volgende.

De lift.
Waarnemer Bart staat in een lift; hij kan niet naar buiten kijken.
Bart constateert, dat hij en de vloer van de lift tegen elkaar aan duwen.
Hij ervaart dat als zijn gewicht.
Hij probeert te verzinnen, hoe dat kan.
  • Hij bedenkt, dat hij op een planeet kan zijn, die zwaartekracht uitoefent op de stilstaande lift.
  • Hij veronderstelt, dat de lift zich ver weg van planeten bevindt en dat een raketmotor de lift
    "omhoog" versnelt, dus in de richting van zijn voeten naar zijn hoofd.
  • Hij verzint, dat de vloer en hijzelf elkaar aantrekken.
  • Hij oppert de mogelijkheid, dat de vorige drie gevallen gecombineerd optreden.



Einstein beweert nu in zijn relativiteitstheorie, dat waarnemer Bart nooit te weten kan komen
welke van de denkbeelden juist is, als hij geen waarnemingen kan verrichten aan de wereld
buiten de lift.

Licht in de lift
Ga uit van de eerste verklaring van Bart.
Hij laat een lichtstraal van links naar rechts door de lift lopen.
Met rook kan iedereen een lichtstraal "zichtbaar" maken.
Bart ziet de zo zichtbaar gemaakte lichtstraal niet krom.
De lichtstraal lijkt perfect recht.
Is hij echt recht of is de kromming te weinig om te kunnen zien?

Nu gaan we uit van Barts tweede verklaring.
Neem aan, dat de lichtstraal echt een rechte lijn is.
Op het moment, dat de lichtstraal afgevuurd wordt,
begint een kracht de lift te versnellen over een afstand y = &1frac2;at².
Als a zeer groot is, dan wordt duidelijk zichtbaar, dat de rechte lichtstraal achterblijft bij de lift.
Daardoor ziet Bart de lichtstraal naar de vloer toe afbuigen!

Volgens Einstein kan Bart niet weten, of geval 1 of 2 zich voordoet.
Bart heeft daarom het recht om te beweren,
dat de lichtstraal door de zwaartekracht naar beneden wordt afgebogen.
De beschrijving is volledig vergelijkbaar met de horizontale worp.

Terug naar onze realiteit
Wij op aarde zien horizontale lichtstralen als perfecte rechte lijnen.
Laat een lichtstraal eens 3 km naar rechts gaan. dat is een heel brede lift!
Over die afstand doet hij 10 microseconde. Intussen daalt hij y = ½at² = ² × 10 m/s² × (1 × 10-5 s)² = 5 nm.
5 nanometer is de diameter van een flink molekuul.
Logisch, dat we de afbuiging niet zien.
Licht lijkt gewichtloos.

Het bewijs
Met voorgaande gedachten kwam Einstein op het idee, dat een lichtstraal (afkomstig van een ster)
die rakelings langs de zon beweegt, meetbaar afgebogen moet worden.
Tijdens een zonsverduistering in 1919 heeft men ook werkelijk geconstateerd
dat een ster "pal naast" de zon duidelijk van positie verschoven leek te zijn
ten opzichte van de zon! Grootse triomf voor genie Einstein.

Samenvatting: licht is zwaar.

Fysica Wetenschappen