Een antwoord aan Talk Origins

Het Talk Origins materiaal bespreekt in feite twee zaken met betrekking tot de lichtsnelheid.¹ De eerste is: de waargenomen effecten in de explosie van Supernova SN1987A in de Grote Magelhaense Wolk. De tweede is: de effecten die de auteur van Talk Origins, Dave Matson, verwacht te zien in pulsars. Indirect geeft hij toe dat onze benadering van het supernova-probleem een antwoord kan hebben. Dit antwoord roept echter een interessante tussenliggende paragraaf op, waarna hij de situatie met betrekking tot pulsars bespreekt. Maar Matson gebruikt de afwezigheid van wat men zou verwachten wat in pulsars gebeurde, om zijn positie te rechtvaardigen, dat de supernova toont dat er geen verandering in de lichtsnelheid heeft plaatsgevonden. We zullen de situaties met betrekking tot supernova’s en pulsars apart bespreken, omdat het twee totaal verschillende problemen zijn: het ene kan niet gebruikt worden om de waarheid te bevestigen of te ontkennen van de veranderende lichtsnelheid bij de andere. De interessante tussenparagraaf komt dan aan het eind aan bod.

Supernova’s en lichtsnelheid?

Als een reuzenster explodeert, bereikt zijn lichtcurve snel een maximum, en neemt dan op een voorspelbare manier af over een bepaalde tijdsperiode. Deze lichtintensiteitscurve wordt gestuurd door de productie en het verval van de radioactieve isotopen Kobalt-56 en Kobalt-57. Omdat de timing van deze vervalcurve in SN1987A precies het vervalpatroon volgt van de twee kobalt-isotopen op aarde, werd geclaimd dat er geen vertraging van de lichtsnelheid optrad. Als de lichtsnelheid onderweg was afgenomen dan, zo werd juist opgemerkt, hadden we zo’n afname in slow motion moeten zien. In dat geval zou de waargenomen afname in lichtintensiteit over een veel langere periode moeten hebben plaatsvinden.

De reden dat het zich niet op deze manier gedroeg is, dat het radioactieve vervalproces van Cobalt56 en -57 ook sneller was toen de lichtsnelheid hoger was. Deze twee kunnen beschouwd worden als kinderen van dezelfde ouder-oorzaak, namelijk de veranderende eigenschappen van het vacuüm vanwege de expansie van de ruimte. Daarom zien we inderdaad het vervalproces van de kobalt-isotopen in slow motion omdat hun halfwaardetijden op het moment van de explosie evenredig korter waren dan nu. Kort gezegd, de afname van de lichtsnelheid compenseert precies de hogere vervalsnelheid, dus zien we die vanaf de aarde in dezelfde tijdsperiode zoals het ook nu werkelijk is.

Het tweede verschijnsel waren de zich uitbreidende ringen van licht vanuit de explosie, die de gebieden met gas en stof verlichtten op enige afstand van de supernova. We weten de globale afstand tot de Grote Magelhaense Wolk (rond 165.000 à 170.000 lichtjaar), en we weten de hoekafstand van de ring tot de supernova. Het is eenvoudig te berekenen hoever dat gas- en stofgebied verwijderd is van de supernova. De critici hebben gesteld dat verwacht mag worden dat als c bijvoorbeeld gelijk was aan 10 x c nu bij de supernova, het licht die gebieden had bereikt in 1/10e van de tijd die het licht vandaag nodig zou hebben gehad. Wat echter over het hoofd is gezien in die kritiek is, dat het licht hier is aangekomen met 1/10e van de snelheid van die bij de originele gebeurtenis. Dus zien we gebeurtenissen die desalniettemin in overeenstemming zijn met een waarde voor c, gelijk aan c nu. Je kunt dus onmogelijk proberen te bewijzen dat de lichtsnelheid toen al of niet sneller was dan thans, omdat het slow motion effect altijd de hogere snelheid compenseert.

Pulsars

Het onderwerp ‘pulsars’ is al verschillende keren op onze website besproken in de astronomische discussie-sectie, en op andere plaatsen. Het is ook belangrijk bijgewerkt in Appendix D over pulsars in onze monografie Cosmology and the Zero Point Energy², die in 2013 is gepubliceerd. Enkele van de meer recente antwoorden op pulsar-vragen zijn te vinden in de Discussion sectie van onze website.³

Het specifieke probleem dat wordt genoemd in het Talk Origins artikel is gemeenschappelijk aan alle pulsar-gegevens interpretatie; het hangt volledig af van het model dat je accepteert voor de opwekking van de pulsen. Als dat verschilt van het standaardmodel, worden de conclusies als ongeldig gezien. Maar je kunt ook vragen: wat is er mis met het standaardmodel en wat, zegt de data, is een levensvatbaar alternatief voor de puls-opwekking?

Laten we enkele fundamentele concepten bekijken. In het standaardmodel hebben we een sneldraaiende, kleine en extreem compacte neutronenster die een flits of puls uitzendt, zoals een vuurtoren, bij iedere omwenteling. Rotatietijden zijn extreem kort in dit model. In feite is de ster alleen compact genoeg om intact te blijven bij zulke enorme rotatietijden als hij bestaat uit neutronen. Deze twee feiten alleen leveren enkele van de vele problemen op die astronomen hebben als zij aan dit model vasthouden. Toch, ondanks deze moeilijkheden, wordt het model hardnekkig volgehouden en opgetuigd wanneer nieuwe gegevens verschijnen. Laat me uitleggen.

Het eerste probleem wordt genoemd door een aantal universiteitsprofessoren, en betreft het concept van een ster die uit uitsluitend neutronen bestaat, zgn. neutronium. In het laboratorium vallen neutronen uiteen in een proton en een elektron in minder dan 14 minuten. Atoomachtige verzamelingen van twee of meer neutronen vallen vrijwel onmiddellijk uit elkaar. En ook als atomen teveel neutronen bevatten, kunnen ze exploderen. Dus is er gesteld dat ”er niet zoiets als een neutronenster kan bestaan. Het is een fictie die in tegenspraak is met alles wat we weten over elementen en hun atoomkernen.”⁴ D.E. Scott is – samen met een aantal andere natuurkundigen en ingenieurs – niet overtuigd door de kwantum/relativistische aanpak, die het bestaan van neutronium theoretisch heeft voorgesteld. Zij wijzen er op dat dat het verkeerd is om te stellen dat neutronium wel moet bestaan, omdat het gedrag van pulsars daarop wijst; dat is een cirkelredenering. Dus het bestaan van neutronium is het eerste probleem voor het model.

Het tweede probleem is de snelle rotatie. Bijvoorbeeld, röntgen pulsar SAX J1808.4-3658 flitst elke 2,5/1000e seconde oftewel maakt 24.000 omwentelingen per minuut. Maar dat wordt nog overtroffen door pulsar PXR J1748-224ad die 42.960 pulsen per minuut geeft. Deze pulsars hebben problemen veroorzaakt omdat dit verre uitgaat boven wat mogelijk is, zelfs voor een neutronenster. Beide hebben ook begeleidende sterren, een punt waarop later wordt teruggekomen.

Wil het “vuurtoren-model” juist zijn, dan moeten de snelste van deze pulsars bestaan uit materie dat compacter is dan neutronen, willen ze integer blijven. Daarom werd het concept van “strange matter” {vreemde materie} voorgesteld. Evenals neutronium is strange matter nooit waargenomen, dus is het momenteel nog een niet-falsificeerbaar concept. Dus in feite suggereren de gegevens zelf dat ons model niet deugt. Als we het model veranderen behoeven we niet de onwaarschijnlijkheid van neutronium te introduceren noch het slechtere scenario van strange matter.

Ten derde: op 27 oktober 2010 verscheen er in Astronomy News een rapport van NRAO (National Radio Astronomy Observatory) in Socorro, New Mexico, getiteld “Astronomen ontdekken de massiefste neutronenster tot nu toe”. Dit object is pulsar PSR J1614-2230. Die roteert zo’n 317 maal per seconde en heeft, zoals veel pulsars, een begeleidend object, in dit geval een witte dwerg. Deze witte dwerg omcirkelt de pulsar in minder dan 9 dagen. De baankarakteristieken en de gegevens met betrekking tot deze begeleider tonen dat de neutronenster twee zonsmassa’s groot is. En hierin ligt het volgende probleem.

Paul Demorest van NRAO in Tucson zegt: “Deze neutronenster is tweemaal zo massief als de zon. Dat is verrassend, en zoveel massa betekent dat verschillende theoretische modellen voor de interne samenstelling van neutronensterren nu uitgesloten zijn. Deze massa-meting heeft ook gevolgen voor ons verstaan van alle materie onder extreem hoge dichtheid, en vele details van de nucleaire fysica.” Met andere woorden, hier is verder bewijs dat het thans geaccepteerde model niet in overeenstemming is met de realiteit. In plaats van aan het vuurtoren pulsar model vast te houden, dat nu een complete herwaardering van alle nucleaire fysica zou betekenen, is het veel beter om te behouden wat we weten van nucleaire fysica, en te heroverwegen wat er gebeurt met pulsars.

Bij dat heroverwegen is het goed om te onthouden dat van veel pulsars bewezen is dat ze bestaan uit een systeem van twee objecten, zoals boven beschreven. Inderdaad heeft waarneming aangetoond dat meer dan 80% van alle milliseconden-pulsars begeleiders hebben. Dat leidt ons tot een mogelijk alternatief model voor de puls-generatie in de pulsars. Maar eerst moeten we enkele feiten en karakteristieken betreffende de pulsen zelf onderzoeken. (1) De ‘duty cycle’ is typisch 5% zodat de pulsar flitst als een stroboscoop. De duur van elke puls is slechts 5% van de lengte tussen de pulsen. (2) Individuele pulsen kunnen aanmerkelijk in intensiteit variëren. Met andere woorden, er is niet een consistente signaalsterkte. (3) De puls-polarisatie geeft aan dat hij uit een sterk magnetisch veld afkomstig is.

Enkele belangrijke feiten: alleen (2) al geeft aan dat het vuurtoren-model onrealistisch is. Als het een neutronenster was met vast magnetisch veld, dan zou de signaalsterkte van iedere puls dezelfde zijn. Deze variatie geeft aan dat we andere opties moeten overwegen voor de puls-generatie. Alles tezamen zijn deze karakteristieken typisch voor een elektrische (bliksem–)ontlading tussen twee dicht bijeenstaande objecten. In feite hebben elektrotechnische ingenieurs al vele jaren geweten dat deze karakteristieken typisch zijn voor ‘relaxatie oscillators’. Met andere woorden, in het laboratorium kunnen we precies deze karakteristieken op een totaal verschillende manier produceren. Dit wijst op een ander, en mogelijk meer levensvatbaar model. Hier beschrijft Donald E. Scott dat:

Een relaxatie oscillator kan bestaan uit twee condensatoren (sterren) en een niet-lineaire weerstand (plasma) er tussen in. Eén condensator laadt relatief langzaam op en, als zijn spanning voldoende hoog is geworden, ontlaadt hij snel naar de andere condensator (ster). Dan begint het proces van voren af aan. De snelheid van dit laad/ontlaad-gebeuren hangt af van de sterkte van de input (Birkeland) stroom, de capaciteiten (oppervlaktes van de sterren) en de drempelspanning van de (plasma) connectie. In geen geval heeft het te maken met de massa van de sterren. In het plasma dat een ster (of planeet) omgeeft bestaan geleidingspaden waarvan de grootte en de vormen gestuurd worden door de magnetische veldstructuur van het lichaam. Deze geleidingspaden zijn in feite gigantische elektrische transmisselijnen, en kunnen ook als zodanig worden geanalyseerd. Afhankelijk van de elektrische eigenschappen van dat wat verbonden is aan de uiteinden van deze transmissielijnen is het mogelijk voor pulsen van stroomsterkte en spanning (en dus vermogen) om heen en weer te oscilleren van het ene eind van de lijn naar het andere. De einden van zulke kosmische transmissielijnen kunnen zowel op hetzelfde object liggen (zoals op aarde gebeurt) oftewel het ene eind ligt op het ene lid van een dicht bijeenstaand binair paar en het andere eind op het andere lid, zoals de “flex tube” die Jupiter met zijn maan Io verbindt. In 1995 werd een analyse uitgevoerd op een transmissielijn-systeem waarvan aangenomen werd dat het dezelfde eigenschappen heeft als die in een pulsar atmosfeer. Zeventien verschillende, waargenomen eigenschappen van pulsar emissies werden in deze experimenten geproduceerd. Dit baanbrekende werk door Peratt en Healy ondersteunt krachtig de elektrische transmissielijn verklaring van pulsar gedrag.

Het rapport waarin deze voorstellen verschenen was getiteld: “Radiation Propertjes of Pulsar Magnetospheres: Observation, Theory and Experiment”.⁵ Een ander artikel waarin een soortgelijk probleem werd behandeld, waarin een witte dwerg en een dichtbij staande planeet werden beschreven in plaats van een dubbelster systeem, was gepubliceerd door Li, Ferrario en Wickramasinghe. Het was getiteld “Planets Around White Dwarfs”.⁶ Een ander artikel door Bhardwaj en Michael, getiteld “The Io-Jupiter System: A Unique Case of Moon-Planet Interaction” bevat een gedeelte dat gewijd is aan het onderzoek van dit effect in het geval van binaire sterren en extra-solaire systemen. Een aanvullende studie door Bhardwaj et al verscheen ook in Advances in Space Research.⁷ De hele gemeenschap van plasma-wetenschappers en elektrotechnische ingenieurs in de IEEE accepteert nu deze modellen of iets daarop sterk gelijkend voor pulsars, in plaats van de standaard neutronenster verklaring.

Wat is hiervan de relevantie voor het Talk Origins artikel? De kwestie betreft de afname van de lichtsnelheid in de context van pulsars en hun “omwentelingssnelheid”. Als pulsars in het geheel geen roterende neutronensterren zijn, maar in plaats daarvan te maken hebben met een systematische elektrische ontlading in een plasma of een gebied met kosmisch stof, dan valt het hele argument tegen de variabele lichtsnelheid op de grond. Als het elektrische ontladingsmodel wordt gevolgd, dan is mijn artikel uit 2011 “A Plasma Universe with Changing Zero Point Energy” buitengewoon relevant.⁸

De reden voor deze relevantie is dat een in sterkte toenemend ZPF niet alleen de lichtsnelheid, maar ook spanning, stroomsterkte en magnetische veldsterkte doet afnemen. Als dat wordt ingebracht in het plasmamodel voor pulsars, blijft de ontladingsfrequentie vanaf de aarde gezien constant, omdat de afname van de lichtsnelheid de aanvankelijk snellere ontladingsfrequentie in het pulsar systeem, toen de stroomsterktes hoger waren en de magnetische veldsterkte groter, compenseert. Op grond hiervan geeft plasma astronomie een verschillend maar levensvatbaar model voor pulsars, dat meer in overeenstemming is met de bekende natuurkundige gegevens. Tegelijkertijd laat het zien dat er geen conflict is met de variatie in lichtsnelheid als de gegevens het model maar bepalen, in plaats van een model te blijven aanhangen dat als onschendbaar wordt beschouwd, terwijl er allerlei imaginaire dingen worden verzonnen die de gegevens moeten verklaren om maar het model te behouden.

De tussenparagraaf

De Talk Origins auteur doet de volgende uitspraak in de paragraaf die de commentaren op supernova’s en pulsars verbindt:

Hierop [reactie op supernova’s] zou je kunnen zeggen: ‘Volg een opleiding, man!’ Relativiteit is centraal in de moderne wetenschap en de lichtsnelheid is een fundamentele constante. Licht kan niet sneller gaan dan 186.000 mijl per seconde {299.792,458 km/sec.} en dat is het. Men kan dan hele volumes aan laboratorium-studies voordragen, experimenten en waarnemingen citeren om de lezer te imponeren met de kracht en de betrouwbaarheid van de speciale relativiteit. Maar deze aanpak zal nogal dogmatisch lijken voor iemand die een opleiding in de wetenschap mist. Dus zal ik net doen alsof licht sneller reisde in het verleden (zoals je je kunt voorstellen in Newtons natuurkunde) en enkele consequenties uitwerken [voor pulsars]. {En dan volgt zijn kritiek op Barry’s opvatting over pulsars.}

Mijn reactie: het is zeker waar dat Relativiteit door velen beschouwd wordt als centraal voor de moderne wetenschap. Het is ook waar dat een van zijn twee basis-postulaten is dat de lichtsnelheid absoluut constant is door het hele universum. De schrijver spreekt dan over ”laboratorium studies, experimenten en waarnemingen” die enkele voorspellingen van Relativiteit ondersteunen. Ik wil echter wijzen op de 300 jaar ”laboratorium studies, experimenten en waarnemingen” die aangeven dat de lichtsnelheid door de tijd heen is afgenomen. Verder is deze afname ondersteund door de synchrone variatie van 11 andere atoomkwantiteiten, zodat in totaal er 638 metingen zijn met 41 verschillende methoden die aangeven dat dit basis postulaat van Relativiteit incorrect is. En het zijn niet alleen maar gegevens die we op aarde vaststellen, omdat astronomische gegevens tot aan de grenzen van het universum ook getuigen van de geldigheid hiervan, zoals beschreven in de monografie Cosmology and the Zero Point Energy.

Maar we kunnen nog verder gaan. Het andere basis-postulaat voor speciale relativiteit is, dat er geen absoluut referentiekader is voor iets waar dan ook in het universum. Inderdaad, alles wordt verondersteld relatief te zijn, waarom het ook de theorie van de Relativiteit genoemd wordt. Toch is zelfs dit fundamentele postulaat van de Relativiteit bewezen onjuist te zijn door recente waarneming. Er is zoiets als de “echo van de Big Bang”, waarvan de correcte wetenschappelijke benaming is de “Cosmic Microwave Background Radiation“ (Kosmische Microgolf Achtergrond Straling), of CMBR. De CMBR verschaft een absoluut referentiekader voor het hele universum. De beweging van ons zonnestelsel is gemeten in relatie tot de CMBR. Evenzo is de beweging van de Melkweg in de lokale groep van sterrenstelsels vastgesteld. Vervolgens is ook de beweging van onze lokale groep in de richting van de Virgo cluster van sterrenstelsels gemeten in relatie tot de CMBR. Als er ooit enige twijfel heeft kunnen bestaan of dit een enorm struikelblok voor Relativiteit zou zijn, dan maakt het commentaar van Martin Harwit in “Astronomical Concepts” op bladzijde 178 de positie wel duidelijk.⁹ Hij schrijft:

“…de vaststelling van een absoluut rustkader benadrukt het feit dat speciale relativiteit in werkelijkheid alleen maar in staat om te werken met fenomenen op kleine schaal, en dat fenomenen op een grotere schaal ons toestaan om een voorkeurs-referentiekader vast te stellen waarin kosmische processen isotroop lijken.”

Dus wat Harwit eigenlijk zegt is, dat het absolute rustkader van de CMBR toont dat relativiteit alleen maar geldig is voor atomaire fenomenen, niet voor macroscopische fenomenen. Als resultaat van deze ontwikkelingen zijn Einsteins beide basis-postulaten aantoonbaar onjuist, gezien deze experimentele gegevens. Dat betekent dat de hele basis van deze theorie ook onjuist is. Dat is waar het in onderwijs en wetenschap om gaat: ontdekken wat waar en wat vals is, en niet alleen maar proberen om een geaccepteerde theorie te handhaven als tegenstrijdige gegevens opduiken. De wetenschap kan de snelste vooruitgang naar de juistheid van een bewering boeken, door die gebieden te onderzoeken waar gegevens en theorie uiteen gaan. Tegen het eind van zijn leven, in 1962, heeft de grote natuurkundige Louis de Broglie in zijn boek “New Perspectives in Physics” op bladzijde 31, geschreven:

”Dus, met iedere voortgang in onze wetenschappelijke kennis komen er nieuwe elementen op, die ons vaak dwingen om ons hele plaatje van de fysieke realiteit te herzien. Ongetwijfeld zouden theoretici veel liever hun theorieën aanpassen in plaats van verplicht te zijn om ze voortdurend af te danken. Maar deze verplichting is de voorwaarde voor, en de prijs van alle wetenschappelijke vooruitgang.”

Het is met deze instelling in gedachten dat analyse van de situatie met betrekking tot Relativiteit aantoont, dat belangrijke voorspellingen van deze theorie kunnen worden gereproduceerd door een zeer eenvoudige benadering en middelbare school-wiskunde. Deze benadering, die de vacuüm Zero Point Energy (ZPE) gebruikt, voorspelt de correcte waarden van atomaire massa-toenames met de snelheid, de vertraging en afbuiging van licht in zwaartekrachtvelden, de vertraging van atoomklokken in zwaartekrachtvelden, “gravitational lensing”, zogenaamde frame-dragging, en het gedrag van het perihelium in de omloopbaan van de planeet Mercurius. Dit is bijvoorbeeld gedaan in mijn artikel uit 2012, “Zero Point Energy and Relativity”, gepubliceerd en beoordeeld als onderdeel van seculiere conferentie-presentatie.¹⁰ Het is ook een belangrijk hoofdstuk in Cosmology and the Zero Point Energy¹¹ dat was peer-reviewed en gepubliceerd door de Natural Philosophy Alliance in juli 2013 als deel van hun conferentieverslag. Om af te sluiten: ik geloof dat het soort onderwijs/opleiding dat is gebouwd op research veel wenselijker is dan gedachteloze onderwerping aan een theoretisch concept, hoezeer ook breed aanvaard en ondersteund.

Dit artikel is met toestemming overgenomen van de website van Setterfield. Het originele artikel is hier te vinden.

1. Barry was gevraagd of hij het artikel op Talk Origins (sectie A6) had gezien en wat zijn antwoord daarop was. Dat volgt hier. Veel van het materiaal kan ook worden gevonden op zijn antwoord aan creationistische organisaties die zijn werk ongeldig verklaren.
2. http://www.setterfield.org/GSRdvds.html#Cosmology
3. http://www.setterfield.org/AstronomicalDiscussion.htm#pulsars
4. D.E. Scott, Professor & Director of Undergraduate Program & Assistant Dept. Head & Director of Instructional Program, University of Massachusetts/Amherst.
5. Dit artikel verscheen in Astrophysics and Space Science 227 (1995):229-253.
6. Dit artikel verscheen in het Astrophysics Journal 503:L151-L154 (20 augustus 1998).
7. Meer gegevens: Vol. 27:11 (2001), pp. 1915-1922.
8. http://www.worldsci.org/pdf/abstracts/abstracts_6005.pdf
9. Het boek werd in 1988 uitgegeven bij Springer Verlag.
10. http://www.worldsci.org/pdf/abstracts/abstracts_6684.pdf
11. http://www.setterfield.org/GSRdvds.html#Cosmology