Väitän ettei oikeasti mitään ongelmaa ole Raamatun ilmoituksen ja kaukaisten tähtien valon suhteen, vaan ongelma on ainoastaan 1900 -luvulla kehitettyjen lähtöoletusten välillä. Nimittäin tiedemiehet olettavat, että valonnopeus on sama kaikkiin suuntiin, vaikka objektiivisesti on voitu mitata vain edestakaisen (a-b-a) valonnopeus.
Toisin sanoen käsityksemme valonnopeudesta perustuu kaksisuuntaisen valonnopeuden avulla laskettuun keskimääräiseen valonnopeuteen. Tämä on aina vakio ja se on todennettu lukuisilla kokeilla. Sen sijaan yhdensuuntaista valonnopeutta ei ole voitu objektiivisesti mitata, sen on sovittu olevan sama kuin kaksisuuntaisen valonnopeuden keskimääräinen nopeus.
Voimme laskea objektiivisesti valon edestakaisen (a-b-a) nopeuden. Oletetaan esimerkiksi, että meillä on 299 792 458 metriä pitkä käytävä, jonka toisessa päässä on peili. Kun lähetämme käytävän toisesta päästä valon kohti peiliä, niin se heijastuu sieltä meille takaisin tasan 2 sekunnin päästä. Tällöin voimme laskea tarkasti valon keskimääräisen edestakaisen nopeuden. Tällaisia kokeita on tehty lyhyemmällä matkalla useita.
Pystymmekö laskemaan valon yhdensuuntaista (a-b) nopeutta? Toisin sanoen voimmeko mitata valonnopeuden lampusta peiliin? Yhdensuuntaisen valonnopeuden mittaamiseen tarvitaan kaksi kelloa kohteisiin a (lamppu) ja b (peili). Kellojen tulee olla täysin synkronisoitu keskenään, jotta voimme mitata tarkan ajan. Vaikuttaa kuitenkin siltä, että kahden eri paikoissa olevan kellon tarkka synkronisointi on mahdotonta.
Kahdessa eri pisteessä (a-b) sijaitsevan kellon synkronointi vaatii radiosignaalin lähettämisen yhteen suuntaan ja siten valonnopeuden hyödyntämistä. Jos siis haluamme synkronoida kaksi etäisyydellä erotettua kelloa, meidän on jo tunnettava yksisuuntainen valonnopeus. Toisin sanoen joudumme hyödyntämään koejärjestelyssä sitä valonnopeutta, jota yritämme selvittää. Tiedemiehet olettavat, että radiosignaalilta kuluu hetki aikaa kulkea kellosta kelloon ja he tekevät korjauksen synkronointiin tämän oletuksen pohjalta ja oletus perustuu siihen, että valo kulkee kaksisuuntaisen valonnopeuden keskimääräistä nopeutta. Tämä johtaa kehäpäättelyyn, eikä auta selvittämään yhdensuuntaista nopeutta.
Entä jos synkronoimme kellot samassa paikassa (a) ja sitten siirrämme toisen kellon peiliin (b)? Albert Einsteinin mukaan matka vaikuttaa aikaan. Toisin sanoen, kun siirrämme toisen kellon peiliin, niin kello on siirtynyt aika-avaruudessa uuteen sijaintiin. Kelloon kohdistuu tällöin aikavenymä eli aikadilataatio. Aikadilataation korjaamiseksi tarvitaan Einsteinin teoriassa mainittua valon yhdensuuntaista nopeutta c. Eli kellon siirrosta aiheutuvan aikavenymän korjaamiseksi meidän tulisi hyödyntää juuri sitä nopeutta, jota yritämme selvittää. Miten lasketaan c, kun sen laskemiseksi tarvitaan c:tä?
Ongelma on tämä, että periaatteessa on mahdotonta synkronoida kelloja tietämättä valon yhdensuuntaista nopeutta ja on mahdotonta mitata valon yhdensuuntaista nopeutta ilman kellojen synkronointia. Yhdensuuntaisen valonnopeuden mittaaminen näyttää siis olevan mahdotonta, koska siihen tarvitaan synkronisoidut kellot ja kellojen synkronisointi on mahdollista, vain jos jo tiedät valon yhdensuuntaisen nopeuden. Albert Einstein oli hyvin tietoinen tästä ongelmasta.
Einstein sanoi, että valon yksisuuntainen nopeus;
”ei todellisuudessa ole olettamus eikä hypoteesi valon fyysisestä luonteesta, vaan määräys, jonka voin tehdä omasta vapaasta tahdostani” (Einstein: sit, Lawson 1961).Einstein ehdotti, että valon yksisuuntainen nopeus on ”sopimus”, jonka voimme valita. Yksinkertaisuuden vuoksi monet fyysikot valitsevat valonnopeuden olevan sama kaikissa suunnissa. Kaikki muut valinnat ovat kuitenkin täysin yhtä hyväksyttäviä, kunhan edestakainen nopeus on 299 792 458 m/s.
Tästä seuraa, että voin päättää valonnopeuden olevan ääretön yhteen suuntaan ja toiseen 149 896 229 m/s. Näin edestakainen valonnopeus on aina vakio 299 792 458 m/s. Käytävä esimerkissämme valolta ei veisi aikaa ollenkaan lampusta (a) peiliin (b) ja peilistä (b) takaisin (a) se tulisi puolet hitaampaa (2s), kuin mitattu edestakainen keskivertonopeus. Tai valo kulkisi puolet keskivertonopeutta hitaammin peiliin (2s) ja tulisi sieltä takaisin hetkessä (eli ilman aikaa). Näin edestakainen aika olisi valolla kyseisessä käytävässä aina vakio, eli 2 sekuntia.
Yhdensuuntainen valonnopeus on siis sopimus samanlailla kuin oikealla puolella tietä ajaminen on sopimus, joka toimii, kunhan sitä noudatetaan. Yhtä hyvin voidaan kuitenkin sopia, että tulee ajaa tien vasenta puolta, niin kuin jossain maissa on sovittu. Tai pöytä, joka on 3m (metriä) pitkä on myös 9ft (jalkaa) pitkä. Onko pöytä siis 3 vai 9? Riippuu siitä mitä mittayksikköä haluamme käyttää. Samoin yhdensuuntainen valonnopeus on päätös siitä, miten haluamme sen määrittää, kunhan edestakainen nopeus on vakio.
Toimisiko mittaukset, jos valonnopeus määritettäisiin erilaiseksi toiseen suuntaan kuin toiseen? Esimerkiksi gps:n toiminnassa oletetaan, että valonnopeus kulkee kaikkiin suuntiin samalla nopeudella ja tämä oletus toimii, koska kellot satelliiteissa ja vastaanottimissa on synkronoitu Einsteinin sopimuksen (valonnopeus on sama kaikkiin suuntiin) perusteella. Jos synkronoisimme kellot esimerkiksi niin, että valonnopeus on ääretön toiseen suuntaan ja toiseen puolet keskivertonopeudesta ja käytämme samaa sopimusta, kun laskemme vastaanottimien aseman, niin tulos olisi sama. Toisin sanoen se on hyvin osoitettu, että tällaiset mittaukset toimivat kunhan määrättyä sopimusta käytetään johdonmukaisesti, niin kellojen synkronoinnissa, kuin vastaanottimien aseman paikannuksessa.
Yksisuuntainen valonnopeus on koko ajan (tälläkin hetkellä) sopimus, se ei ole objektiivinen mittaustulos, koska siihen tarvittaisiin täysin keskenään synkronoidut kellot ja etäisyydellä erotettujen kellojen täsmällinen synkronointi on mahdollista, vain jos jo tiedät valon yhdensuuntaisen nopeuden. Kellojen synkronointi radiosignaalia hyödyntäen hyödyntää jo yksisuuntaista valonnopeutta, joka perustuu oletukseen, että se on sama kaikkiin suuntiin. Jos kellot synkronoidaan samassa paikassa ja sitten viedään erilleen, niin matka vaikuttaa aikaan (Einsteinin laskelmien mukaan) ja sen korjaamiseksi pitää hyödyntää oletettua yksisuuntaista nopeutta, jota juuri yritämme selvittää ja emme voi selvittää sitä, jos joudumme selvityksessä synkronoimaan kellomme oletuksen (emmekä objektiivisen mittauksen) perusteella.
Takaisin tähtien valo ongelmaan. Edellä tutkitun valossa ainoaksi ongelmaksi jää se mitä valon yhdensuuntaista nopeutta Jumala käytti Raamatussa. Raamatussa sanotaan:
”ja olkoot valoina taivaanvahvuudella paistamassa maan päälle." Ja tapahtui niin” (1.Moos.1:15).Näyttää siltä, että Jumala käytti valonnopeudesta määritelmää, jossa se on ääretön yhteen suuntaan (tähdistä maahan), sillä valot paistoivat maan päälle heti, kun Jumala niin sanoi. Toisin sanoen miljardien valovuosien päässä olevien galaksien valolta ei kulunut lainkaan aikaa kulkea maan päälle. Tämä poistaa tähtien valo ongelman ja tarkoittaa sitä, että aina kun katsomme avaruuteen, niin näemme sen reaaliajassa, koska valo tulee sieltä meihin päin äärettömällä nopeudella. Tämä oli myös muinaisten kulttuurien tapa tulkita valonnopeus. Toisin sanoen kaukaisten tähtien valo on Raamatun ilmoitukselle ongelmallinen, vain jos tulkitsemme sitä erilaisen sopimuksen valossa, kuin mitä Jumala käytti Raamatussa.
Esitelmäni aiheesta (kesto 17 min).
Lähteet:
