Александр Чирцов - итоги по теории относительности

Кому: ЧГКшник, #2

Про стержень в сарае и дверцы будет понятнее так описать:

В дверях сарая стоят два лазерных детектора. Если луч лазера перекрыт, то на бомбу, стоящую в центре сарая, отправляется по проводу сигнал. Если на бомбу приходят одновременно два сигнала от двух дверей, бомба взрывается.

В такой схеме не надо постулировать, что двери хлопают одновременно с фантастической скоростью. И распространения сигнала быстрее скорости света тоже не требуется.

Для наглядности можно взять стержень длиннее сарая, чтобы при некоторой скорости взрыв не происходил, а при более медленной происходил.

С другой стороны, это просто другая интерпретация примера с вагоном и лампочкой по центру.

Кому: alex_chirtsov, #4

Кому: GrUm, #1

Загляните сюда:
https://www.youtube.com/watch?v=R0WaKL4LLaI&list=PLqdhXM8ko4WEFhN5uw8lFnR1jM9MfZgzm&index=22...

Кому: uplifter, #6

Добрый день!
Помогите, пожалуйста, разобраться с парадоксом "разной последовательности событий" на примере мюонов из прошлой лекции.
Допустим, первый наблюдатель стоит на земле и держит в одной руке часы, а в другой руке мюон. В это же время мимо него пролетает второй наблюдатель со скоростью, близкой к скорости света, тоже с часами в одной руке и с мюоном в другой. Далее, через 1 микросекунду (мкс), первый экспериментатор обнаружит, что мюон в его руке распался, а у пролетающего мимо него второго наблюдателя ещё нет, так как на его часах микросекундная стрелка показывает, допустим, 0.1 мкс.
Но, с точки зрения второго наблюдателя, первый экспериментатор со своим мюоном тоже движется относительно него со скоростью близкой к скорости света, но только в противоположную сторону. И, когда часы в системе отсчёта, связанной со вторым наблюдателем, покажут 0.1 мкс, то на первых часах будет значение не 1 мкс, как в системе отсчёта первого наблюдателя, а 0.01 мкс.

Вопрос: а как в "объективной реальности" всё на самом деле происходит? Под "объективной реальностью" я имею ввиду, что в какой-то определённый момент времени все объекты во вселенной располагаются друг относительно друга строго единственным образом. А в эксперименте с мюонами у нас две реальности: когда вторые часы показывают 0.1 мкс, то первые часы могут показывать как 1 мкс, так и 0.01 мкс, в зависимости от того, где находишься. А где же на самом деле находится стрелка первых часов, когда стрелка вторых часов показывает 0.1 мкс?

Кому: alex_chirtsov, #8

Добрый вечер!
Во-первых, Ваше описание событий выглядит весьма некорректным, поскольку в конце третьего абзаца Вы говорите о показании часов у первого наблюдателя 1 мкс и 0.01 мск, не уточняя, с чьей точки зрения эти показания регистрируются. Если с точек зрения разных наблюдателей - все хорошо и нет никаких проблем. Это один из несколько необычных для НЕФИЗИМКОВ простых результатов ТО. К этому надо привыкнуть... :)

Ну вот, опять - двадцать пять, "на самом деле"... А то это такое Ваше "самое дело"? Как Господь Бог задумывал? Как Генеральный программист тех-задание написал? Или как Вам в Вашем индивидуальном сне снится? :). Это все не к нам - не к физикам. Это - к философам, только вряд ли они что-нибудь разумное скажут...

Можно Вам немного нетактичный вопрос задать? А Вы прошлые-то лекции смотрели? Когда я пример с двумя деревьями одинаковой высоты приводил в качестве прививки для формирования иммунитета от желаний задавать вопрос, "а как на самом деле"? Одному наблюдателю кажется, что вершина елки видна под большим углом, чем вершина сосны. А другому- наоборот. А как "на самом деле" - не указав наблюдателя спрашивать бессмысленно. И ведь тогда никто не поднимал тревоги по поводу того, а как быть с объективностью.
Или другой пример. Про эффект Доплера слышали? Шуба у Деда Мороза с его точки зрения желтого цвета. Пусть Дед мороз помчался с релятивистской скоростью. Тогда те, от кого он убегает увидят шубу красного цвета, а к кому он приближается - синего. Так каков цвет шубы на самом деле? Для разных наблюдателей по-разному. (использована известная шутка Физтеховцев: «Почему у одних Дедов Морозов шубы красные, а у других – синие? ----- Они у всех них желтые, просто половина Дедов бежит к вам, а другая половина – от вас..»). Цвет объекта - понятие относительное. Как и длительность периода колебаний маятника часов. Впрочем, цвет - это не более, чем период (частота) колебаний электромагнитного поля...

Вы хотите объективности, а выдумали для себя свой субъективный мир, в котором время абсолютно и в какой-то "определенный момент времени" (для кого определенный, кем определенный?) все объекты Вселенной располагаются друг относительно друга (а что значит "располагаться друг относительно друга"?) определенным образом? Разве наш мир таков? Если наблюдатель встанет в одном месте, то для него дом закроет дерево, а если в другом - то крона дерева закроет дом. Расположение наблюдателя, дома и кроны дерева " друг относительно друга" определены и одинаковы для всего мира?

Вам хочется получать абсолютные, т.е. не зависящие от выбора наблюдателя ответы на придуманные Вами вопросы, а мир устроен так, что таких ответов не существует. Как Вы думаете, есть ли миру какое-нибудь дело до того, чего Вы хотите, а что вызывает у Вас раздражение? ----- Если мир существует не только в Вашей голове, то думаю, что тему (миру) на Вас по больтшому счету наплевать. Хотя, разумеется, я могу и ошибаться... :)

Кому: Павел Игоревич, #10

Кому: ЧГКшник, #2

я тоже подумал про лазеры. Так поясните, что произойдет в такой системе. Кажется, что по мнению стержня будет событие одновременного перекрытия лазеров.

Кому: severstal, #12

https://youtu.be/EiUy8aJJKOQ

астрофизик на "ученые против мифов" о "большом взрыве"

Кому: technolog, #14

И ещё вопрос по теме.

Допустим, у нас есть очень, очень много синхронных часов. Мы аккуратно расположили их вдоль прямой, так, что, скажем, расстояние между соседними составит по 100000 километров. Ну или сначала расположили, а потом синхронизировали. Это же возможно?

Теперь на корабле, который быстро летит вдоль этой прямой конструируем такие же часы, после чего запускаем их и синхронизируем с первыми же пролетаемыми "покоящимися" часами. Далее мы из корабля каждый раз фотографируем одновременно корабельные и пролетаемые "покоящиеся" часы.

По идее, фотографии из корабля будут показывать, что на корабельных часах времени больше, и чем больший номер фотографии, тем более разница.
Но если наоборот, фотографировать из системы отсчёта "покоящихся" часов, то время показываемое корабельными часами будет меньше.

Как это разрешить?

Кому: alex_chirtsov, #16

Кому: technolog, #
Часы разобьются или (в лучшем случае) безнадежно сломаются ;). А вот если вагон будет тормозиться и переразгоняться плавно, то, каждый раз при его проезде мимо наблюдателя тот будет видеть, что часы в вагоне все более и более безнадежно отстают...

Кому: technolog, #18

Кому: alex_chirtsov, #17

> Я примерно знаю, как на него отвечать, но будет правильнее, если мы попытаемся сформулировать правильный ответ вместе. Согласны?

Чем больше я над всем этим думаю, тем меньше понимаю. Такое чувство, что я где-то исхожу из ложных предпосылок. Подозреваю, что надо уже что-то написать, чтобы дать голове отдохнуть.

Итак, у нас есть часы номер 0 на летящем корабле. И есть часы 1,2,3,4... которые "висят неподвижно" вдоль прямой. Корабль летит вдоль этой прямой так, что номер пролетаемых часов увеличивается. Для простоты предлагаю скорость света взять 300 000 км/с, расстояние между "висящими" часами 300 000 км/с, скорость корабля 150 000 км/с. Путь на часах есть только секундная стрелка.

Как мы синхронизируем "неподвижные часы". Сходу придумал 5 вариантов.
1) Собираем их в одном месте, убеждаемся, что они в один и тот же момент показывает одинаковое время и имеют одинаковую скорость хода. Потом загружаем их в корабль и развозим их вдоль прямой. Подозреваю, что делать так в рамках СТО нельзя, поскольку такого рода размещение подразумевает ускоренное и замедленное движение часов в пространстве.
2) Конструируем их на месте, затем в 00 по часам N1 пускаем луч света (извините, не могу привыкнуть к термину "вспышка света") от часов 1 в сторону часов 2 и далее. Часы 2 получая сигнал ставят стрелки в 01 секунды, часы 3 в 02 и так далее.
3) То же, что в варианте 2, но луч света бежит от часов с большим номером к меньшему. Часы номер 2 получают сигнал и ставят время 59 секунд, часы номер 1 получают сигнал и ставят 00.
4) Стреляем из пушки рядом с часами 1 вдоль прямой. Скорость снаряда пусть будет 150 000 км/с. Часы 2 заметив пролетающий снаряд ставят время в 02 и так далее.
5) Стреляем из пушки вдоль прямой в обратную сторону, так что снаряд пролетает от часов с большим номером к часам с меньшим.

Очевидно (хм...) способы 2,3,4 и 5 дадут одинаковый результат в плане синхронизации часов.

Под "синхронизацией" корабельных часов я подразумевал следующее: пролетая мимо часов номер 1 мы выставляем стрелки в те же положения.


Теперь самое интересное:

Рассмотрим способы 2,3,4 и 5 с точки зрения корабля, который как раз пролетает мимо часов 1, пока эти способы реализуются. Итак:

2) За 2 секунды корабля луч света преодолеет 600 000 км, но поскольку часы 1 летят ему навстречу с половиной скорости света, то сигнал окажется как раз у часов 4, оказавшись на удалении в 900 000 км от часов 1. Это значит, что когда часы 4 покажут 03 секунды, с точки зрения часов 0 прошло 2 секунды. При этом, через 02 секунды корабля сам корабль как раз будет пролетать мимо часов 2, которые должны будут показать время 01, как мы помним. Хорошо, допустим... Хотя, насколько я помню, соотношение неправильное.

3) Итак, свет распространяется навстречу кораблю, и он догоняет пролетающие мимо часы 2, потом 1. Поскольку часы сами летят нам навстречу с половиной скорости света, через 2 корабельные секунды сигнал оказавшийся рядом с часами 2 догонит часы 1. То есть, опять, за 02 секунды корабля с его точки зрения в часах 1..2 пройдёт 1 секунда.

4) Снаряд, который выстреливают в 00 почасам 1 рядом с часами 1, причём как раз в этом же месте и в это же время пролетал и корабль (точнее, очень близко, так чтобы не пересечься со снарядом). Снаряд будет неподвижен относительно корабля. Когда он достигнет часов 2, те покажут время 02, и корабельные часы тоже покажут время 02 там же и тогда же. Как так?

5) Снаряд летит нам навстречу со скоростью 150 000 + 150 000 ... получается со скоростью света. Опять что-то не то.

Собственно, у меня несколько вопросов:

Где ошибки в рассуждениях по способам синхронизации 2,3 и 4?

Каков правильный порядок рассуждений в рассмотрении подобных случаев? Есть постулат "скорость света во всех системах отсчёта постоянна". На что ещё можно опереться, и какие допущения делать нельзя? И почему? :)

Кому: technolog, #20

Кому: alex_chirtsov, #19

> Стандартный способ - поставить по зеркалу у каждых их часов и пустить от первых часов световой импульс (если слово "вспышка" Вам не нравится), засекая время прихода отраженный импульсов от каждых из часов (зеркал).

...

> Такая процедура хороша тем, что мы не пользовались ничем, кроме наших часов, про устройство которых мы знаем все, и тем, что импульс света бегал туда-сюда с постоянной сколростью с.

Способ, вроде бы, хороший. Но почему мы выбрали его, а не снаряд летящий с постоянной скоростью? Или какой-то другой метод? Навскидку, пусть у каждых часов есть лампочка, а другие часы измеряют её яркость, чтобы убедиться, что расстояние равно 300.000 км. Почему не подходит линейка вроде бы понятно: её перемещение подразумевает ускорение и замедление, что за пределами области применимости СТО, как я понял. Снаряд тоже, вроде бы ускоряется где-то, он но может "появиться" уже летящим с постоянной скоростью в нужном месте в нужное время, так что его можно использовать.

> Или Вы это делаете только один раз, пролетая мимо часов №1?

Да, только один раз: пролетая мимо часов №1 мы выставляем стрелки единственных корабельных часов №0 в те же положения, что и у часов №1.

Кому: alex_chirtsov, #22

Кому: technolog, #20

> Да, только один раз: пролетая мимо часов №1 мы выставляем стрелки единственных корабельных часов №0 в те же положения, что и у часов №1. ------ ТО, Ч ТО ВЫ НАПИСАЛИ - НЕ СИНХРОНИЗАЦИЯ, А ВЫБОР НАЧАЛА ОТСЧЕТА. НЕТ ГАРАНТИИ, ЧТО ВАШИ ЧАСЫ ИДУТ С ТОЙ ЖЕ СКОРОСТЬЮ, КАК И ТЕ, С КОТОРЫМИ ВЫ СРАВНИВАЛИ ПОКАЗАНИЯ. Синхронизация - процедура, которую можно выполнять в любой момент времени и много раз. При этом каждый раз все должно получаться...