Als een lamp 1 jaar geleden twee tegengestelde kanten uit een lichtpuls uitzond, is de afstand tussen beide lichtdeeltjes groter dan 2 lichtjaar?

Het heelal dijt uit (niet alleen aan de 'randen' (voor zover je over randen mag spreken) - maar overal). Dus als een lamp in de ruimte 1 jaar geleden twee tegengestelde kanten uit een lichtpuls uitzond (zeg maar: naar links=puls A; naar rechts=puls B), dan is de afstand tussen die pulsen na 1 jaar dus groter dan 2 lichtjaar?

Zo ja: is er voor puls A in dezen qua afstand naar puls B verschil tussen:
-T.o.v. zichzelf;
-T.o.v. het vertrekpunt (de lamp die in het midden blijft);
-T.o.v. een zeer ver verwijderd punt waar geen roodverschuiving is t.o.v. de lamp.

En: alhoewel er voor licht geen tijd vergaat: als vanaf puls A na 1 jaar een nieuwe puls wordt verzonden richiting puls B: kan die puls (lichtdeeltje) dan ooit puls B nog bereiken, als we er even vanuit gaan dat het heelal blijft uitdijen?
http://nl.wikipedia.org/wiki/Uitdijing_van_het_heelal

Weet jij het antwoord?

/2500

Het beste antwoord

Het korte antwoord is: Ja, de afstand is groter dan 2 lichtjaar, omdat het heelal uitdijt. Laten we er voor het gemak even vanuit gaan dat ruimte uniform expandeert. Hiermee is de afstand van een lichtpuls tot de lamp ook al groter dan 1 lichtjaar. Vanuit de lichtpuls meten we echter dat deze slechts één lichtjaar heeft afgelegd, omdat deze eenparig beweegt. Toch heeft de lichtpuls niet het punt bereikt dat we zouden verwachten. Hij is minder ver gekomen, omdat de ruimte voor hem uit ook is geëxpandeerd. Merk op dat het licht van de lamp vanuit ieder punt in het heelal rood verschoven is. De mate van roodverschuiving is proportioneel met de afstand tot de lamp. Er is dus geen "ver" punt waar geen roodverschuiving is. Stel dat we vanuit puls A een nieuwe puls C richting B uitzenden. Omdat B en C zich beiden met de lichtsnelheid van A af bewegen, in dezelfde richting, zal A de twee pulsen achter elkaar aan 'zien' blijven bewegen. Door de uitzetting van het heelal zal C steeds verder achterop raken op B. Immers, B is relatief verder rood verschoven dan C, gezien vanuit A. Vanuit B gezien, zend A nooit een lichtpuls C uit. Immers, B ziet nog altijd hetzelfde "stil-image" van A als toen ze vertrokken. Dit geldt evenwel voor A als die naar B kijkt. Merk verder op dat bij dit hele gedachte-experiment de tijd, aan boord van een lichtpuls, oneindig langzaam verstrijkt. Het is dus fysiek onmogelijk voor A om na 1 jaar (in het frame van de lamp) een lichtpuls uit te zenden. Wanneer je meer over dit onderwerp wilt weten kan ik je aanraden de 4 delige "Cosmology Tutorial" van Ned Wright te lezen. Jouw situatie valt prima te begrijpen met de kennis uit deel 2 en 3. Zie de link voor deel 1.

Bronnen:
http://www.astro.ucla.edu/~wright/cosmo_01.htm

Ik denk dat dat niet kan, want dan zou het licht met een grotere snelheid dan het licht moeten reizen en dat kan niet.

Licht vertrekt altijd met de lichtsnelheid. Het krijgt geen snelheid mee van het voorwerp dat het licht uitzendt. Het is dus niet zoals wanneer je vanuit een rijdende trein een voetbal wegschiet in de richting waarin de trein rijdt. De afstand van puls A naar puls B is dus na 1 jaar 2 lichtjaren. De puls die je daarna terugschiet zal puls B nooit inhalen: de afstand blijft altijd hetzelfde. De reden is dat licht geen materie is. Voor materie geldt de logica van Newton, zoals in mijn voorbeeld van de rijdende trein. Voor licht niet.

Voor je eerste vraag: ja dat is zo. De 2 lichtdeeltjes leggen ieder een afstand van 1 lichtjaar af. Ieder een eigen richting dus zijn ze in eerste instantie 2 lichtjaar van elkaar verwijderd. Het uitdijen van het heelal zou er in principe voor moeten zorgen dat het zelfs ietsjes meer is. In 'praktijk' zal dit echter zo weinig zijn dat dit te verwaarlozen is. De deeltjes hebben dus NIET een langere weg afgelegd (nog steeds 1 lichtjaar). Wanneer de deeltjes terug zouden gaan naar het beginpunt zou dit dus iets langer duren (de weg is immers iets langer). Het uitdijen van het heelal is overal. Het maakt dus niet uit waarheen het deeltje reist of waar de positie aan gerelativeerd wordt. Voor het 2e deel van je vraag heeft Christiaan denk ik al een goed antwoord gegeven.

Stel zelf een vraag

Ben je op zoek naar het antwoord die ene vraag die je misschien al tijden achtervolgt?

/100