Релятивистское замедление времени

Спор я чувствую зашёл в тупик... Освежу его немного. =)
Слазал я в википедию и почитал. Во-первых, выяснилось, что уменьшение расстояния при движении и замедление времени придумал вовсе не Эйнштейн, а Лоренц. Он возился с максвелловскими уравнениями пытаясь впихнуть их в принцип относительности (галилеевский). Но это никак не удавалось, мало того, что принцип не выполнялся так ещё и скорость света оказывалась непостоянной. Вот тогда-то, Лоренц и придумал свои преобразования.

Теперь о постоянстве скорости света и о том, что не найти описание экспериментов. Я поискал, вот ссылка: http://en.wikisource.org/wiki/On_the_Relative_Motion_of_the_Earth_and_the_Luminiferous_Ether
Вкратце, ребята предполагали существование светоносного эфира и, по наущению Лоренца, хотели измерить скорость Земли относительно этого эфира. То есть они предполагали, что электромагнитные волны ведут себя точно так же как волны на воде и как звуковые волны.
Но сколько они не возились, выходило так, будто бы Земля неподвижна относительно эфира. Они меряли днём, меряли ночью, меряли через три месяца... А Земля не двигалась относительно эфира. Какой выводы напрашивались? Я вижу две возможности:
- эфир "привязан" к Земле и вращается вместе с ней и движется вокруг Солнца и следом за Солнцем по галактике;
- никакого эфира нет, но скорость света постоянна и не зависит от того, из какой системы отсчёта её измерять.

 

xRom2
Просто прочитай ещё раз внимательно то что я писал - скорость водяной/воздушной волны со скоростью источника не складывается (тем не менее движение источника меняет длину волны), а вот со скоростью приёмника складывается и в этом случае изменение частоты прямое следствие этого сложения.
Описания опыта подтверждающего или опровергающего что скорость света со скоростью источника складывается/не складывается мне не известно если вдруг знаеш - поделись ссылкой. А вот в случае с приёмником - уже без вариантов - раз эффект наблюдается значит скорости складваются, несмотря на то что СТО утверждает что к "с" ничего прибавить нельзя, точнее можно, но сумма с + v всё равно будет = с так как это "теоретический предел".

r90

Вообще-то я уже упоминал об этом в посте #98

И опыт Майкельсона тоже уже обсуждался в этой теме. Он действительно на редкость хорошо и подробно задокументирован - но к сожалению к СТО он "с боку бантик", поскольку цель этого опыта была обнаружение эфирного ветра, и тот факт что этот ветер не обнаружен СТО никак не подтверждает и не опровергает. Тем не менее сторонники СТО постоянно пытаются притянуть его за уши как "подтверждение" СТО (ещё бы им не стараться - других то столь же хорошо описанных опытов просто нет хотя на самом деле он и классической механике ни разу не противоречит.

 

Y_Mur

Не-не. Не надо так быстро слезать с темы. Вы постоянно твердите что-то, про движущиеся объекты и неподвижные. Этот эксперимент пытался найти что-то неподвижное. Результат нулевой. И вы после этого всё равно утверждаете, что движение приёмника влияет на скорость света? Объясните это своё утверждение. Вы постоянно уклоняетесь от ответов на вопросы: что вообще есть неподвижного. Как проверить что система отсчёта неподвижна? И сейчас вы пытаетесь провернуть то же самое.
Объясните, чем ваши "неподвижные" приёмники сигнала отличаются от теории светоносного эфира. Объясните, почему до сих пор экспериментально не подтверждено то, что скорость распространения электромагнитной волны зависит от взаимных скоростей источника и приёмника. По-моему, это всё можно объяснить разве что теорией заговора. Но я, надеюсь, ваши теории всё же носят физический характер, а не параноидальный?

 

Боюсь тоже самое можно сказать о всей науке в целом, и наверно это и есть то самое доказательство упадка цивилизации западного образца. Я просто по первому образованию гуманитарий и поверьте в этой области ситуация еще хуже.

 

Вот именно эту вашу ошибку я и хотел вам объяснить: вы по моему не раз упоминали опыт майкельсона, он же железно доказал постоянство скорости света относительно именно приемника, это то самое качество которым не обладают ни звуковые ни водяные волны. Соответственно связи с эффектом допплера просто нет. что еще тут мусолить?

 

r90
Это не я уклоняюсь, а как раз Галилей поставил знак равенства между неподвижностью и равномерным прямолинейным движением - именно это и названо принципом относительности, оспаривать и корректировать который я в отличие от Эйнштейна смысла не вижу )

Дак вот и меня больше всего во всей этой истории удивляют не домыслы Эйнштена и не восторги по этому поводу, а как раз практически полное отсутствие корректных публикаций об опытах (столь же подробных и адекватных как описание опыта Майкельсона). И по этой причине я не могу ответить на вопрос складывается скрость света со скростью источника или нет, а на счёт скорости приёмника я же неоднократно писал - для меня эффект Доплера однозначно говорит о том что складывается, хотя дополнительные, более прямые опыты по этой теме тоже бы не помешали, но их описаний нет - полная тишина, хотя тем у кого есть современное оборудование их сделать и опубликовать раз плюнуть - вон опыт Майкельсона же замусолили повторять со всё возрастающей точностью. Я тоже был бы рад увидеть корректное описание опыта как подтверждающего так и опровергающего мои рассуждения, но только где его взять то? И это не параноя или "теория заговора", а всего лишь констатация факта - в спектроскопии такие публикации есть, а в остальных разделах естественных наук нет - если я ошибаюсь приведи хотя-бы 10-20 ссылок, хотя в наше время их счёт должен идти на сотни тысяч или миллионы и всё это должно в общедоступный банк научной информации складываться, но только где он?

 

с опытами майкельсона не все так просто:
1. было доказано в пределахъ точности измерений, что эфир неподвижен ...на уровне земли
2. данных об остутствии или наличии эфира как такового опыты не дали

3. майкельсон свалил и нам талдычат везде только о нем потому что он якобы как-бы подтвердил ТО

4. его напарник не помню фамилию вопреки общему настрою начал проводить опыты выше уровня земли. он готовился к каждому опыту по несколько недель и получил неоднозначные результаты, за что подвергся обструкции - для совдеповской физики под управлением тов лившица, ландау и гинзбурга его не существовало вообще ...

5. опровергатели вышеуказанного тов. не помню фамилию, на бабки банков наверное, которые находятся под управление избранныхъ товарисчей приезжали на том же обборудовании за пару дней проводили серии опытов которые убедительно говорили что вышеуказанный товарисч м..к, эфира нет и т.д.

6. так что ничего в этих опытах не доказано и даже наоборот .... подробно см. хорошую статью в ХиЖ, найду если выложу ...

7. меня лично коробит постоянное упоминание Э. в связи с ТО

хотя конечно у марич было безвыходное положение и повидимому существовал договор - насколько мне известно Э. нобелевку отдал ей и она купила несколько домов в швейцарии ( после того как её выпустили из психбольницы где главным врачем был дядя Э. )

 

xRom2
В том то и дело что не доказал - в этом опыте свет идёт "туда - обратно" и этот факт (осмысли его повнимательнее) взаимно компенсирует любое сложение скростей как с источником так и с приёмником, поэтому этот опыт здесь оказывается просто не в тему ничего не доказывая и ничего не опровергая.

 

Доказывайте что свет знает куда он идет, потому что волна всегда распространяется "туда", без относительно куда оно направлено. А по вашей логике красное смещение через телескоп рефрактор должно быть больше чем через телескоп рефлектор, что очевидно не так, иначе это дано было бы замечено.

 

Y_Mur

Ну, во-первых, принцип относительности "по-эйнштейну" придумал, по-сути, тот же Лоренц, а не Эйнштейн. Так что не надо мусолить имя гения всуе.
А во-вторых, это уже становится интересным. Мы наконец разобрались с тем что есть неподвижный наблюдатель -- это наблюдатель из инерционной системы отсчёта. А что тогда есть приёмник движущийся равномерно и прямолинейно навстречу передатчику, и как такой движущийся приёмник отличить от неподвижного?

[add]

Мне вот тоже интересно, поэтому давайте сначала разберёмся с вашими рассуждениями, поскольку они непонятны. А потом вместе поищем.

 

эту тему не выпив не осилить

 

С чего вообще взяли, что ТО запрещает скорости выше скорости света, и что она обязывает складывать скорости всегда по формуле, отличающейся от галилеевой?

ТО не запрещает скорости выше скорости света. ТО запрещает передачу информации быстрее скорости света, требуя невозможности прямой сверхсветовой синхронизации часов, чем и накладывает скоростное ограничение на все вещи/процессы, могущие переносить информацию. Вот пример - "солнечный зайчик" - он вполне может непрерывно пробежать от точки А до точки Б быстрее скорости света, однако с его помощью нельзя передать информацию из точки А в точку Б, нельзя напрямую синхронизировать часы в точке Б по часам в точке А.

ТО не обязывает вас складывать скорости по негалилеевой формуле. Она обяывает это делать только в том случае, если сложение скоростей вызвано переходом в другую систему отсчета (СО). Если нет перехода в другую СО и все скорости заданы в исходной СО, то их сложение осуществляется обычным галилеевым способом. Например, от Земли в противоположных направлениях разлетаются две ракеты. Пусть у каждой ракеты скорость, исзмеренная в СО Земли, равна 0.99 скорости света. Тогда скорость увеличения расстояния между ракетами в СО Земли будет 1.98 скорости света! И все это потому, что мы не меняли СО, и все скорости были измерены в ней же (хотя стоит перейти в СО одной из ракет - и тогда скорость другой ракеты в той СО будет уже не выше скорости света).

Эффект Доплера при нерелятивистских скоростях вызван таким же сложением скоростей, заданных в одной СО, и без перехода в другую СО: скорость передатчика задана в СО приемника, скорость света также задана в СО приемника. При вычислении доплера результат галилеева сложения скоростей света и скорости передатчика - это всего лишь расстояние между генерациями одинаковой фазы, деленное на время между генерациями одинаковой фазы. И это расстояние вполне может расти быстрее скорости света с точки зрения приемника, поскольку передатчик и свет разлетаются в разные стороны от точки предыдущей генерации одинаковой фазы (в СО приемника), как две ракеты относительно Земли.

Для релятивистских скоростей доплер будет конечно сложнее, поскольку надо будет учитывать еще и замедление времени у передатчика в СО приемника. Но поскольку этот эффект обратноквадратичного порядка, а эффект Доплера проявляется уже в обратнолинейном порядке, то при нерелятивистских скоростях вполне можно замедление проигнорировать и считать доплер по обычным формулам.

 

А вот что действительно замахивается на ТО, так это недавний эксперимент с регистрацией нейтрино (подтвержденый на днях независимым экспериментом, если верить источникам).

Но и тут ТО может устоять, поскольку не требует ограничения на скорость вообще, а требует ограничения только на то, что может переносить информацию. А особенность регистрации нейтрино в этих экспериментах такова, что возникает вопрос - возможно ли использовать эти нейтрино для организации сверхсветовой передачи информации, если нет (и возможно принципиально не может быть) нормального способа их регистрации?

 

Dmitry_Milk
СТО запрещает - там "с" это теоретический предел для любой передачи взаимодействий как материальных так и информационных причём в любой системе отсчёта. Более того "с" еще и "универсальная мировая константа" для любой системы отсчёта, поэтому свет в отличие от других объектов в любой системе отсчёта не имеет прва двигаться со скоростью отличной от "с" ни в большую ни в меньшую сторону )
Кстати я ранее ошибочно утверждал что из-за этого эффект Доплера при движущемся наблюдателе должен наблюдаться только в одну сторону - в сторону вычитания скоростей - на самом деле он не должен наблюдаться совсем поскольку "инвариантность" скорости света в СТО означает её одинаковость во всех инерциальных системах т.е. вычитать из неё скорость наблюдателя согласно СТО такая же крамола как и прибавлять её.


В общем упорядочил я мысли по теме:
Опыт 1:
Поезд двигается равномерно и прямолинейно со скоростью 100км/ч. Пассажир этого поезда двигаясь со скоростью 5км/ч проходит ЖД вагон за 10с. Согласно принципу относительности Галилея не важно будет он двигаться по ходу поезда или против хода поезда он всё равно пройдёт вагон за 10с, а туда-обратно сходит за 20с.
Но с точки зрения станционного смотрителя (к нему мы привяжем неподвижную систему отсчёта) пассажир идущий по ходу поезда движется со скоростью 105км/ч, а против хода поезда со скоростью 95км/ч. но при этом длину вагона он пройдёт за одно и тоже время в любую сторону.
Надеюсь здесь всё понятно?

Опыт 2:
Вместо закрытого вагона у нас открытая платформа, а вместо пассажира звуковая волна. Тогда для наблюдателя едущего в поезде звук двигающийся по ходу поезда будет сноситься назад и замедляться встречным ветром (скорость этого ветра равна скорости поезда), а двигающийся против хода будет подгоняться попутным ветром, поэтому при движении по ходу поезда скорость звука будет 1200 км/ч - 100 км/ч = 1100 км/ч и звуку потребуется больше времени чтобы долететь до противоположного края платформы чем звуку летящему против хода поезда - в этом случае скорость звука 1200 км/ч + 100 км/ч = 1300км/ч.
Для наблюдателя на станции никакого встречного ветра нет. Для него видна следующая картина - скорость звука НЕ складывается со скоростью источника и во всех направлениях = 1200 км/ч. Но при этом скорость звука складывается со скоростью приёмника - т.е. двигаясь по ходу поезда звук вынужден догонять убегающий от него край платформы и соответсвенно тратить на это дополнительное время. А при движении звука против хода поезда край платформы будет сам приближаться к волне уменьшая время требуемое звуку для пролёта платформы. (leo именно поэтому я и напираю на то что эффект Доплера и закон сложения скоростей идут здесь "рука об руку").

Опыт 3:
Приёмник звука совмещён с источником и принимает эхо отражённое от противоположного края платформы. В этом случае ветер в одну сторну звук подгоняет, а в другую замедляет и эти процессы компенсируют друг друга, но не полностью, а с точностью до малых второго порядка (ведь время движения волны туда и обратно не одинаково) - кому не лень может в этом убедиться либо самостоятельно построив мат. модель процесса, либо прочитав о ней в описании опыта Майкельсона.

Теперь наконец переходим к свету:
Майкельсон искал доказательства существования эфирного ветра сдувающего свет так же как звук сдувается в опытах 2 и 3. Только вместо поезда Земля, вместо пассажира свет, наблюдатель на станции отсутствует. Схема опыта 2 для этой цели намного нагляднее, но во времена Майкельсона уровень техники не позволял его провести (требуется точное измеренеие очень коротких промежутков времени) из-за этого Майкельсон воспользовался схемой опыта 3. Он сложнее - ведь нужно ловить изменения второго порядка малости, но идея совмещения источника и приёмника позволила заменить невозможное для него измерение времени на наблюдение очень чувствительной интерференционной картины. Результат нулевой.

Релятивистское "объяснение":
Скорость света "с" инвариантна для всех инерциальных систем отсчёта т.е. она равна "с" и для движения по ходу поезда и против хода как для наблюдателя находящегося в поезде, так и для наблюдателя на станции и вообще для любого наблюдателя если он находится в инерциальной системе отсчёта. Откуда и следует что сколько раз свет в любую сторону ни гоняй он пройдёт платформу за одно и тоже время.

Классическое объяснение:
Свет в движущеймся поезде ведёт себя точно так-же как и пассажир в опыте 1. Соответственно и для наблюдателя внутри поезда и для наблюдателя на станции свет будет проходить длину движущегося вагона за одно и тоже время в любую сторону (в опыте 1 пассажир проделывает тоже самое). Т.е. опять никакой разности ни первого ни второго порядка наблюдаться не должно - она и не наблюдается.

Вывод: и Галилеевский и Эйнштейновский принцип относительности предсказывают для опыта Майкельсона одинаковый результат, а значит этот опыт ни как не может помочь разобраться какой же принцип на самом деле верен. Переход к схеме опыта 2 (без наблюдателя на станции) в наше время технически возможен, но он тоже ничего не даст по той же самой причине - оба принципа прогнозируют одинаковый результат в виде отсутствия зависимости времени пролёта вагона от направления (по ходу или против хода).

А вот отличаются предсказания как раз для случая когда наблюдатель на станции имеет возможность замерить не только время прохождения пассажиром/светом вагона, а ещё и скорость света в вагоне относительно станции. В опыте 1 у него для пассажира получилось 105км/ч и 95км/ч, а согласно СТО для света должно получиться "с" в обе стороны и никаких изменений - "непокобелимая мировая константа".
Вот описание такого опыта и хотелось бы увидеть, только не в виде "да я слышал где-то такое делали" а в виде полноценного физически корректного описания опыта - что служило поездом, что служило станцией, что, чем и когда меряли, какие числа получили и как их потом обрабатывали.

ЗЫ: r90 по поводу "неподвижности" которую я тут применил к станционному смотрителю - согласно принципу относительности Галилея утверждающему равноправность всех инерциальных систем отсчёта я имею полное право назначить неподвижной любую из них по собственному выбору. Я выбрал распределение - неподвижная система отсчета привязана к станции, подвижная к поезду, движущийся в обоих системах объект - пассажир. Но при этом я имел полное право поступить и по другому, например, привязать неподвижную систему отсчёта к пассажиру, двужущуюся к станции, а движущимся в обоих системах объектом назначить поезд. Это бы сильно запутало изложение этого и без того не простого материала, но всё равно было бы корректным и привело бы к тем же самым выводам, что и выбранное мною распределение подвижного и неподвижного.

 

то-то не то

скорость С постоянна как-бы а вот длина волны ( частота ) ?

предпаложим мимо нас летит ну пусть поезд со скоростью близкой к С, из одного конца в другой испускается луч света. что мы увидели бы? если бы смогли

потом красное смесчение - его классическая интерпретация ... ?

 

Правильно. Для взаимодействий предел. Но нигде в СТО не говорится, что предел для всего вообще. Для солнечного зайчика не предел. Для точки пересечения кромок ножей гильотины не предел. Для расстояния между разлетающимися объектами с точки зрения наблюдателя между ними не предел.

 

для солнечного зайчика ... что-то там доказывали

в любом случае объект который движется относительно наблюдателя со скоростью больше С будет ненаблюдаем ... и т.д.

 

интересный случай - предположим какойнить межгалактический экспресс рассекает по просторам галактики со скоростью несколько С. что мы будем наблюдать? - по аналогии со сверхзвуком - от него будет исходить ударная волна, когда её фронт пересекает наблюдателся на земле, он увидит очень короткую сверхмощьную вспышку рентгеновского излучения

такие прикольные вспышки наблюдаются с середины 70-х годов, когда вывели первые рентгеновские спутники, в довольно больших количествах. пока был только один случай когда вспышке удалось поставить в соответсвие источник, но это .. не подтверждено

 

Y_Mur

И совершенно зря напираете. Если я правильно вас понял, вы просто говорите о том же самом, но другими словами. А произнося при этом слова о сложении скоростей, вызываете ненужные ассоциации провоцируя неправильное понимание ваших слов. Но с этим мы вроде раньше разобрались. Остальное я почитаю, подумаю. Потом выскажусь.

 

БСЭ:

Пример 1:
Расстояние между пунктами А и Б 100км.
Автомобиль №1 выезжает из А в Б со скоростью 50км/ч
Автомобиль №2 выезжает из Б в А со скоростью 50км/ч
Надеюсь никто не будет спорить с тем что:
1) автомобили встретятся через 1 час.
2) скорость автомобиля №2 в относительно автомобиля №1 = 50 + 50 = 100 км/ч, и тоже самое справедливо по отношению к квтомобиля №1 в системе отсчёта привязанной к автомобилю №2. Т.е. существует инерциальная система отсчёта (привязанная к одному из автомобилей) где скорости этих автомобилей складываются.
3) если автомобиль №2 раздумает ехать в пункт А и останется в Б то автомобиль №1 достигнет его через 2 часа.

Пример 2:
Расстояние между А и Б = 1 световой год.
Я нахожусь в звездолёте в точке А, мой друг тау-китаец находится в точке Б и посылает мне радиограмму, которуя я оставаясь в точке А получу ровно через один год. Но я не хочу ждать так долго и заблаговременно разогнал свой звездолёт до скорости 0,75*"с" в направлении к точке Б. Но "по гнусной теорьи Энштейна" ((С) В.Высоцкий) не существует инерциальной системы отсчёта в которой скорость электромагнитной волны с чем то складывается и становится больше чем "с" (см. аналогию с автомобилями - п.2). А значит мои надежды напрасны и радиограмму я всё равно получу ровно через год и ни секундой раньше - об этом позаботятся предусмотренные СТО искривления времени и простанства которые мистическим образом вызовет к жизни моё движение навстречу радиограмме.
)