Einstein weerlegd?

 

Op 15-jarige leeftijd kwam ik tot de conclusie, dat twee formules van Einstein op zijn zachtst gezegd dubieus zijn. Ik beschouw ze zelfs als fout. Ik moet er bij zeggen, dat ik geen universitaire opleiding natuurkunde heb gevolgd. Pogingen van mij om van natuurkundigen een weerlegging van mijn weerlegging te krijgen liepen op niets uit.

De eerste versie van dit artikel publiceerde ik in 1983 in het boek Raja-yoga. In de jaren '80 heb ik het artikel aangeboden aan Scientific American, New Scientist en andere tijdschriften, met uitsluitend afwijzingen als gevolg. Het is ooit gepubliceerd in Mensa Berichten van de nederlandse afdeling van Mensa. Bij Mensa bleek niemand in staat c.q. bereid te zijn mijn weerlegging van Einstein te weerleggen.

Omdat ik geen volledige natuurkundige opleiding heb, is het heel goed mogelijk dat ik bepaalde feiten niet ken of bepaalde dingen over het hoofd zie. Ik gebruik gewoon mijn gezond verstand en wiskunde. Mocht ik ongelijk hebben, dan heeft de natuurkunde een ernstig probleem. Als je moderne natuurkunde niet kunt uitleggen aan intelligente geïnteresseerde mensen, heb je een communicatieprobleem.

Mijn kritiek ten aanzien van Einstein betreft twee formules:

en

---

Volgens Einstein is er geen grotere snelheid dan het licht. Hierover zijn twijfels gerezen. Men meent in het heelal objecten te zien die sneller bewegen dan het licht. Klopt bovenstaande formule wel?

Stel dat twee voertuigen op elkaar afkomen. De één heeft snelheid v1, de ander snelheid v2. De meeste mensen stellen intuïtief: De som van beide snelheden:

Einstein stelt:

Als v1 en v2 klein zijn, dan is

ook klein. Dan is de som bijna gelijk aan v1 + v2. Maar als de snelheden van v1 en v2 gelijk zijn aan de lichtsnelheid, dan geldt:

Dan krijgen we

Dan is v1 + v2 = v1 = v2. Dit lijkt zinloos.

Als v1 en v2 groter zijn dan de lichtsnelheid, dan wordt Vsom kleiner dan v1 of v2. Als bijvoorbeeld v1=4c en v2=5c dan krijgen we:

Dat is absurd. Daarom stelde Einstein: 'Er bestaan geen grotere snelheden dan die van het licht'.

Volgens deze formule is 1+1 ongelijk aan 2. Als je met een auto met een snelheid van 50 km/u tegen een stilstaande auto botst, bots je met 50 km per uur. Als je in een stilstaande auto zit en een auto botst met 50 km/u op jouw auto, dan botst die met 50 km/u. Als jij 50 km/u rijdt en je botst frontaal op een auto die ook 50 km/u rijdt, dan zouden jullie moeten botsen met 50 km/u + 50 km/u.

Dat vond Einstein te simpel. Hij moest er de lichtsnelheid bijhalen om zijn problemen met de constante snelheid van het licht op te lossen. Hij kwam met de formule:

In het concrete geval van de twee auto's, zijn v1 en v2 de snelheden van de auto's: ieder 50 km/u. vs is de som van de snelheden. Volgens Einstein is 1+1 gelijk aan

Laten we aannemen dat beide auto's na de botsing tot stilstand komen. Dan zetten ze allebei alle kinetische energie om in warmte en druk. Ze verliezen allebei de kinetische energie:

Auto 1 verliest

Auto 2 verliest

Laten we aannemen dat de auto's dezelfde massa hadden, dat vereenvoudigt de berekening. Samen verliezen ze dan:

Einstein denkt daar anders over. Volgens hem verliezen ze

Lichtsnelheid en geluidssnelheid

De formule

is bruikbaar als het gaat om de snelheid waarmee men een voorwerp ZIET naderen. Dan treedt het Doppler-effect op. Dezelfde formule is bruikbaar als het gaat om de snelheid waarmee men een voorwerp HOORT naderen. Alleen moet je dan inplaats van de lichtsnelheid c de geluidssnelheid nemen. Helaas wordt deze formule ook gebruikt in absolute zin. Men maakt geen onderscheid tussen de snelheid waarmee twee voorwerpen elkaar werkelijk NADEREN, en de snelheid waarmee men een voorwerp ZIET naderen.

N.b. De berekeningen die Einstein uitvoerde met de constante voortplantingssnelheid van het licht (c) kunnen ook uitgevoerd worden met de constante voortplantingssnelheid van het geluid (g). Als men de redenering van Einstein volgt, krijgt men de formules:

inplaats van

en E = mg2 inplaats van E = mc2

g is in dit geval de geluidssnelheid van ca. 340 m/s, c is de lichtsnelheid van bijna 300.000.000 m/s.

Als een vliegtuig sneller dan het geluid vliegt, is het vliegtuig al voorbij VOORDAT je het HOORT. Als een UFO sneller vliegt dan het licht, is de UFO al voorbij VOORDAT je het ZIET. (N.b. Een UFO is een ongeïdentificeerd vliegend object. Veel mensen beperken dit tot schoteltjes met groene mannetjes. Dat doe ik niet. Wat mij betreft is een UFO ieder vliegend object dat (nog) niet geidentificeerd is.

Stel je eens twee ruimteschepen voor. Beide zijn 10 lichtseconden (bijna 3 miljoen km.) van de aarde verwijderd. De aarde staat precies in het midden van een rechte lijn tussen deze twee ruimteschepen. Beide zenden een signaal naar de aarde op hetzelfde tijdstip. Na 10 seconden ontvangen we op aarde beide signalen. Met welke snelheid naderden de beide signalen elkaar?

De afstand tussen beide schepen was twee keer 10 lichtseconden. Deze afstand hebben ze in 10 seconden afgelegd. Samen hebben ze 20 lichtseconden in 10 seconden afgelegd. Dan bedroeg hun gezamenlijke snelheid 20/10 = 2 lichtseconden per seconde.

KAN NIET, zei Einstein. Ze naderden elkaar met de snelheid van:

En aangezien hier geldt:

luidt de uitkomst: Vs = 2v / (1+1) = 1 lichtseconde per seconde.

Q zien we dubbel

Laten we voor de grap eens een gedachtenexperiment doen. Hiervoor nemen we Q van de serie Startrek. Q houdt zich niet aan de maximumsnelheid en reist met de snelheid 5c. (5 keer de snelheid van het licht.) Hij gaat van A naar C en passeert ons bij B op een afstand van 1 lichtseconde. Wij bevinden ons in punt D. Hoe zien wij Q?

Na 1 seconde is Q in punt B. Het licht beweegt zich met de snelheid c van A in onze richting. De afstand A-D is:

Het licht doet er 5,1 seconde over om ons te bereiken.

Na 1 seconde vertrekt het licht met het beeld van Q uit punt B. Dit licht doet er 1 seconde over om ons te bereiken.

• 2 Seconden na Q's vertrek uit punt A ZIEN we hem in punt B.
• 5,1 Seconden na Q's vertrek uit punt A ZIEN we hem in punt A.
• We ZIEN Q achteruit reizen, terwijl hij in werkelijkheid vooruit reist.

Na 1,66 seconden is Q bij punt E, 8,3 lichtseconden van punt A. Het licht beweegt zich in 3,45 seconden van E naar D.

• 5,1 Seconden na Q's vertrek uit punt A ZIEN we hem in punt E.
• Op hetzelfde moment zien we hem ook in punt A.
• We zien Q dus het eerst in punt B.
• Daarna ZIEN we twee beelden van Q. Het ene beeld reist achteruit, het andere vooruit.

---

Is E = mc2 fout?

E = mc2 is een 'heilige' formule. Bijna de gehele moderne natuurkunde staat of valt met deze formule. Het in twijfel trekken van de juistheid staat bijna gelijk aan godslastering. Toch is er genoeg reden voor twijfel.

Volgens Planck is de energie van een lichtquant: E = hf. Volgens Einstein geldt: E = mc2. Aangezien E = E volgt daaruit:

h is de constante van Planck. c is de constante voortplantingssnelheid van het licht en is ook constant.

Hiervoor schrijven we C (van Constant). Dan geldt:

m = f . C

Of in gewone taal:

de massa van een lichtquant is afhankelijk van de frequentie.

Volgens Newton geldt:

Aangezien E = E volgt daaruit:

h Is de constante van Planck. m is de massa van een lichtquant en is ook constant.

Hiervoor schrijven we C (van Constant). Dan geldt:

v2 = f . C

Of in gewone taal:

de snelheid van een lichtquant is afhankelijk van de frequentie.

Deze twee beweringen sluiten elkaar uit. Einstein heeft zijn formule E = mc2 afgeleid van de oudere formule E= ½mv2. E= ½mv2 moet waar zijn. Anders verliest E = mc2 zijn onderbouwing. Maar E= ½mv2 en E = mc2 kunnen niet allebei juist zijn.

Dus moet E = mc2 fout zijn.

Einstein kwam tot de formule E = mc2 omdat de lichtsnelheid constant is. Maar de snelheid van een lichtquant is NIET constant. De snelheid van een lichtquant is afhankelijk van de frequentie. Hoe hoger de frequentie, hoe groter de snelheid. Om dit te illustreren het volgende voorbeeld. Zie tekening.

Twee auto's rijden van A naar B. Tussen A en B liggen vier huizenblokken. Ze vertrekken tegelijk en komen tegelijk aan.

Hun VOORTPLANTINGSSNELHEID is gelijk.

Welke auto reed harder? Auto 1 reed volgens de stippellijn in 1 sinusgolf. Auto 2 reed volgens de doorgetrokken lijn in 2 sinusgolven. De frequentie van Auto 2 was hoger dan de frequentie van Auto 1. De door Auto 2 afgelegde weg is langer dan de door Auto 1 afgelegde weg. Dus reed Auto 2 harder dan Auto 1. De snelheid van beide auto's is afhankelijk van de frequentie. Hoe hoger de frequentie, hoe hoger de snelheid. De snelheid v is een functie van frequentie f. Net als bij een lichtquant.

Nadat deze theorie gepubliceerd was in Mensa Berichten van de vereniging Mensa, werd er forse kritiek geuit. Een schrijver stelde, dat ik een lichtquant zie als een deeltje. Ik beschouw het licht als een golving. Verder sta ik open voor andere modellen. Volgens deze schrijver slingeren fotonen niet door de ruimte zoals een auto tussen huizenblokken. Volgens de wet van de wiskundige Fourier van 1822 bestaat iedere complexe periodieke beweging uit een reeks enkelvoudige harmonische bewegingen. Deze kunnen voorgesteld worden als sinussen. Deze wet geldt voor iedere complexe periodieke beweging. Er is geen enkele reden waarom deze niet voor het licht zou gelden.

Volgens de formule E = mc2 van Einstein weegt een bewegende auto meer dan een stilstaande auto. En volgens de theorie van Einstein kan massa in energie omgezet worden. Ik betwijfel dat. Volgens de formule

is energie de beweging van materie of de mogelijkheid tot bewegen van materie. Energie kan kinetisch zijn, dan is er sprake van bewegende massa. Een rollende bal heeft kinetische energie. Energie kan ook potentieel zijn. Dan ligt massa stil, maar heeft het potentiele bewegingsenergie. Een steen op een heuvel heeft de mogelijkheid om naar beneden te rollen. Hij heeft potentiële energie, die omgezet kan worden in kinetische energie. De hoeveelheid energie van een massa is afhankelijk van zijn beweging. In deze formule past GEEN constante. De constante c in de formule E=mc2 verandert de definitie van energie. Als je deze definitie verandert, mag je formules die met de oude definitie werken NIET gebruiken. Doe je dat wel, dan hussel je symbolen door elkaar. Dan ben je niet meer bezig met wetenschap.

Volgens Einstein is materie een vorm van energie, en dat acht ik onjuist. Volgens mij is energie een eigenschap van materie. Volgens Einstein is de energie, die nodig is om een hoeveelheid materie te scheppen, gelijk aan de massa van die hoeveelheid materie vermenigvuldigt met het quadraat van de voortplantingssnelheid van het licht in vacu¨m. ( E=mc2. ) Maar wat is de relatie tussen de voortplantingssnelheid van het licht in vacuüm (c) en de massa?

We onderscheiden twee soorten energie: de beweging van materie (kinetische energie, in het vervolg aangeduid met Ek) en de mogelijkheid tot bewegen van materie (potentiële energie, in het vervolg aangeduid met Ep). Hiertegen zullen sommige mensen bezwaar maken. Zij zullen zeggen: 'Je hebt chemische-, elektrische-, bewegings-, veer-, zwaarte-, thermische-, stralings- en kernenergie'. Dit zijn echter allen vormen van kinetische en/of potentiële energie. Als je zoutzuur (HCl) mengt met Natriumhydroxyde (NaOH), dan bevat dit mengsel een hoeveelheid potentiële energie, die bij het tot stand komen van de verbinding omgezet wordt in kinetische energie volgens de formule:

NaOH + HCl + Ep => NaCl + H2O + Ek.

De Ek is dan de hoeveelheid bewegingsenergie van de moleculen, die zich uit door een grotere warmte. (N.b. Als de moleculen van een stof minder kinetische energie hebben dan de moleculen van onze huid, dan remmen die moleculen de beweging van de moleculen van onze huid af. Dat proces noemen we 'koud'. Wij noemen die stof dan 'koud'. Omgekeerd, als de moleculen van een stof meer kinetische energie hebben dan de moleculen van onze huid, dan versnellen de moleculen van die stof de moleculen van onze huid. En dat proces noemen we 'warm'. Wij noemen dan die stof 'warm'.) De omzetting van Ep in Ek bij het tot stand komen van een chemische reactie berust op het feit, dat een verbinding in stand wordt gehouden door 'bindingsenergie'. En de verbindingen H2O en NaCl hebben samen minder 'bindingsenergie' nodig dan de verbindingen HCl en NaOH. De bindingsenergie die vrijkomt, veroorzaakt de versnelling van die stoffen, waardoor ze meer kinetische energie krijgen. Dat proces noemen we 'temperatuurstijging' of 'warmte'.

In de elektriciteitsleer onderscheidt men twee vormen van elektrische energie, nl. een potentiaal verschil en een elektrische stroom. Een potentiaal verschil bestaat tussen twee lichamen met een verschil in elektrische lading. Wordt tussen deze twee lichamen een geleider aangebracht, dan stromen elektronen van het meest negatieve lichaam naar het minst negatieve lichaam. Hierdoor neemt het potentiaal verschil (de potentiële energie) af en de kinetische energie van de elektronen wordt groter. Elektrische stroom is dus kinetische energie.

Bewegingsenergie is een ander woord voor kinetische energie en zwaarte-energie is een ander woord voor potentiële energie. Veerenergie is ook weer de mogelijkheid tot bewegen. Want een uitgerekte of ingedrukte veer kan zich ontspannen. Totdat de veer zich ontspant is er sprake van potentiële energie en bij het ontspannen ontstaat er kinetische energie. Thermische energie of warmte is de hoeveelheid beweging van moleculen, dus materie. Dus is er sprake van kinetische energie.

Bij stralingsenergie geldt

Dit zegt eigenlijk, dat de energie van een lichtquant gedragen wordt door diens massa. En dus is er ook sprake van kinetische energie.

Kernenergie is te splitsen in kern-fusie en kern-splitsings energie. In beide gevallen is er minder bindingsenergie nodig om de atomen bij elkaar te houden. Deze bindingsenergie komt vrij in de vorm van straling (kinetische energie) en warmte (kinetische energie). Het massaverlies bij dit proces is te verklaren met het verlies aan massadeeltjes (mesonen, neutronen, protonen en elektronen).

Alle vormen van energie zijn dus in wezen terug te brengen op twee vormen, nl. op de beweging van materie (kinetische energie) en de mogelijkheid tot bewegen van materie (potentiële energie). De uitwisseling van energie vindt plaats wanneer 2 lichamen (2 dragers van energie) kracht op elkaar uitoefenen. Als 2 lichamen tegen elkaar botsen, oefent het ene lichaam kracht uit op het andere, en het andere oefent kracht uit op het ene. En dit resulteert in een nieuwe beweging van beide lichamen. Er wordt dus energie uitgewisseld.

Aldus komen we aan drie begrippen: Materie, Energie en Kracht. Energie is de beweging of de mogelijkheid tot bewegen van materie. Kracht is het middel waarmee materie energie uitwisselt.

We kunnen nu ook inzien waarom materie en energie van elkaar afhankelijk zijn. Als er geen materie zou zijn, zou energie niet gedragen worden, en zou het niet kunnen bestaan. Want energie is niets anders dan de hoeveelheid beweging van materie. Materie zou, als het geen energie zou hebben én geen energie kan opnemen, niet waarneembaar zijn, en dus zou het voor ons evenmin bestaan. Daarom kan energie niet zonder materie en materie niet zonder energie bestaan. Maar dat wilt niet zeggen, dat ze hetzelfde of in elkaar omzetbaar zouden zijn.

Feitelijk is er onvoldoende bewijs voor de theorieën van Einstein. Einstein heeft de afwijkingen van de baan van Mercurius weten te verklaren, en hiermee roem geoogst. Deze verklaring staat los van de rest van zijn theorieën. Hij heeft daarna zijn roem gebruikt om de rest van zijn theorieën aanvaard te krijgen. Maar voor zijn theorieën gebruikt hij de oude wetten van de mechanica, die hij daarna met zijn theorieën onderuit haalt. Dat is zoiets als een boom die zijn eigen wortels opvreet. Zulke bomen kunnen niet bestaan.

Natuurkundigen menen veranderingen van massa te hebben gemeten in deeltjesversnellers. Deze experimenten kunnen ook anders geïnterpreteerd worden. Als je een kanonskogel in een vat erwtensoep afvuurt, lijkt deze kogel ook meer massa te hebben. Maar in werkelijkheid meet je niet alleen de massa van de kogel maar ook van de verplaatste erwtensoep.

Deeltjesversnellers hebben ons vele miljarden gekost en vrijwel niets opgeleverd. Dit geld hadden we ook kunnen besteden aan basiseducatie van de derde wereld bevolking, voorbehoedmiddelen, geboortebeperking en alternatieve energie. Dat had veel meer opgeleverd. Ik hoop dat ons belastinggeld in de toekomst beter besteed zal worden. Hiermee wil ik niet zeggen dat alle uitgaven voor fundamenteel wetenschappelijk onderzoek verspilling zijn. Ik vind, dat we betere afwegingen moeten maken ten aanzien van kosten en baten. Fundamentele wereldproblemen dienen voorrang te krijgen. De groei van de wereldbevolking en de groei van het gebruik van fossiele brandstoffen en kernenergie moeten gestopt worden, anders groeien we onszelf kapot. Dan zijn we niet meer dan een schimmel op een petri-schaaltje, die net zolang blijft groeien tot de grenzen bereikt zijn en dan gewoon sterft.

Andreas Firewolf