Релятивистское замедление времени

если лететь на звездолете от пукта а в пункт б между которыми световой год то по звездолётным часам пройдёт меньше времени чем год. теоретически время полёта будет стремиться к 0 при стремлении скорости к С

 

Blackbeam
Ага вот именно такие подогнанные объяснения меня в СТО больше всего и восторгают - вместо того чтобы сказать что радиограмма придёт быстрее потому что ей придётся пройти меньшее расстояние так как часть расстояния пролечу я сам придумывается "сокращение времени на звездолётных часах" )

 

Вы в задаче указывает расстояние, потом заявление что оно меньше. Уж определитесь. Безотносительно скорости которую будет иметь ваш звездолет если вы на расстоянии 1 с.год от передачика - то получите радиограмму год спустя после ее отсылки. Что тут ерничать?

 

ничего не "придумывается"
см. сообщение №9 по ссылке на первой странице

сокрасчение времени - следствие того, что все объекты нашего мира суть колебания некоей многомерной среды, в которой скорость распостранения колебаний С. так как абсолютная величина 4-скорости постоянна ( С ) - если мы будет смотреть на движущуюся систему, её составляюсчая Vt будет меньше С, что и является замедлением времени

 

Ещё самое интересное: свет - это по сути суперпозиция ряда волн разного спектра, в результате чего мы можем наблюдать такие вещи, как интерференция, дифракция, например.
С точки зрения волновой теории света:
Из этих соображений фронт волны красного спектра и фиолетового должны распространяться с одинаковой скоростью, но ведь это ж нифига не так, ибо частота у этих волн разнится.
С точки зрения квантовой теории света:
Луч света - поток фотонов. Возможны два варианта:
1. Фотоны распространяются все с фиксированной скоростью. Тогда нет возможности разделить их в спектр, так как один квант от другого не отличается какими-либо физическими свойствами.
2. Фотоны распространяются с разными скоростями. Тогда средняя скорость света и есть C, и разделить световой поток есть возможность на спектр. Но тогда получается, что отдельные кванты двигаются медленнее скорости света, а другие - быстрее.

Ктати, с точки зрения физики фотон не имеет массы, пока движется (или я ошибаюсь). Были ли проведены опыты по замедлению движения фотона?

 

Фотоны различаются энергией: сине-фиолетовые более "энергичны", красно-оранжевые меньше. Например если бы была планета оснва жизни которой был бы не кислород а более аггресивный фтор, то для поддержания аналога фотосинтеза звезда должна была бы быть голубым гигантом, иначе другие фотоны не смогут оторвать молекулу фтора от водорода. Так что массы движущихся фотонов тоже разные. Кстати "цвет" в обычном понимании фотоны не имеют, только при взаимодействии с веществом его приобретают. В частности с пигментами сетчатки глаза.

Да ты и сам можешь провести такой опыт: наличть воды и измерить скорость света в ней. Она будет вполовину меньше скорости в вакууме . Остановить фотон пока не ясна природа массы не получится.

 

Y_Mur
А я напираю на то, что ты путаешь понятия групповой и фазовой скорости волны. Поскольку эффект Доплера касается изменения длины волны или эквивалентного изменения частоты или периода колебаний, то речь идет именно о непрерывной немодулированной волне, у которой нет ни начала, ни конца. И соотв-но говорить тут можно только о фазовой скорости с=л/T, которая и для мех. и для э.м.волн есть константа, зависящая только от харатктеристик среды распространения и не зависящая от относительного движения приемника относительно волны (при условии, что приемник за счет движения не изменяет этих характеристик среды). Разумеется, что за счет движения приемника измеренные им значения длины волны и периода колебаний изменяются
л' = л - v*T = л*(1-v/c),
T' = T - v*T/c = T*(1-v/c),
но их соотношение л/T=c остается тем же = фазовой скорости волны в данной среде. При таких рассуждениях мы ни о каких скоростях сближения приемника с какой-то головой\фронтом волны речи не ведем, оперируем чисто локальными наблюдаемыми величинами л и T между характерными точками\событиями распространяющейся волны. Соотв-но и никаких законов\постулатов не нарушаем и быстрее света не движемся. Поэтому эффект Доплера в таком виде (при v << с) применим и к э.м.волнам и свету.

PS: А ты своими рассуждениями о сложении скоростей уже и SadKo запутал, раз у него "волны красного спектра и фиолетового" стали двигаться с разными скоростями "ибо частота у этих волн разнится"

 

leo
Я говорю о наглядной механической аналогии которая в той же воде наблюдается не только для "бесконечной" волны. Так что имхо рассмотрение одиночных гребней вполне уместно. А вот уходить от вопроса подменяя реально наблюдаемое движение звуковой волны (см. мой пример со звуком на платформе поезда, где его скорость складывается со скоростью приёмника) на абстрактную фазовую скорость "которая от движения приёмника не зависит" но при этом и прямому измерению не подлежит (только косвенному) и к наблюдаемой на платформе поезда картине отношения не имеет - это имхо как раз чисто "релятивистский подход" к моделированию

ЗЫ: Не виноватый я - это он сам запутался, или морской царь на него морок навёл )

 

Да, что-то я совсем ступил.
Частота влияет на длину волны в том числе.

 

Y_Mur
Во-первых, ты мне не ответил на вопрос - если в твоей модели изменяется скорость волны, то откуда берутся пропорциональные изменения длины волны и частоты колебаний, если они связаны между собой через скорость волны?
Во-вторых, наверное, ни одна скорость прямому измерению не подлежит, т.к. это сама по себе производная величина - либо по классическому определению как расстояние/время, либо косвенно по всяким там давлениям\сопротивлениям определенной среды или тому же эффекту Доплера и т.д. и т.п.
В-третьих, чего ты привязался к эффекту Доплера, какое он имеет отношение к пределу скорости передачи энергии и информации? Зачем лезть в какие-то дебри и рассматривать скорость передачи энергии при распространении волны, если требуется "всего лишь" замерить расстояние между соседними гребнями или время между их прохождениями? Ну используешь ты для звука понятие "сложение скоростей" и что? Можно и для света в формуле Доплера написать относительную скорость c+x, и что из этого, ведь это чисто формальная мат.запись, которая в данном уравнении допустима и ни к каким "коллапсам" длины\времени\массы по Лоренцу-Эйнштейну привести не может.

И вообще, чего ты привязался к "загадочному, не поддающемуся простому пониманию" постоянству скорости света, а про кучу других загадок э.м.взаимодействий почему-то молчишь, хотя именно они и привели к преобразованиям Лоренца с их "загадочными" сокращениями длин\расстояний и замедлению времени. Тебя устраивает загадочный фантом под названием магнитное поле, которое проявляет себя только при относительном движении зарядов? Покоятся два заряда и тихо-мирно притягиваются\отталкиваются Кулоновской классикой, но стоит им чуть-чуть пошевелиться и тут откуда ни возьмись какое-то изменение\перераспределение сил, зависящее от скорости и направления движения?! Ладно с двумя зарядами хоть видимая симметрия этих сил сохраняется. А если рассмотреть движение одного заряда относительно проводника с током? Если провод покоится, а заряд движется - имеем школьную классику в виде силы Лоренца, действующую на заряд в магнином поле. Хоть и не понятно откуда она физически берется, да и фиг с ней. А если считать, что заряд покоится, а провод относительно него движется, что тогда? Ну движутся положительные и отрицательные заряды провода с разными скоростями и что, ведь закон сохранения заряда никто не отменял и провод в целом должен оставаться электрически нейтральным, откуда тогда возьмется сила, действующая на покоящийся заряд. Да можно пытаться тут что-то считать\интегрировать в рамках классической теории с применением "многоэтажного математического аппарата", но уж поверь, что такие светилы как Лоренц, Лармор, Пуанкаре, наверное не стали бы придумывать какое-то экзотическое укорочение длин\расстояний при относительном движении зарядов, если бы все можно было объяснить без этого. А это пресловутое укорочение, как ни странно, не только решают все проблемы симметрии э.м.взаимодействий в разных системах отсчета, но и вообще (хоть как-то) объясняют природу магнтного поля, как динамическую\релятивистскую составляющую электрического - в наших классических учебниках общей физики об этом как-то умалчивают или касаются вскользь, оставляя на потом, а вот америкосы в берклеевском курсе (в фейнмановском тоже, но "поскромнее") сходу берут быка за рога и сразу после электростатики на пальцах и картинках поясняют изменение эл.поля движущегося заряда с релятивистких позиций - и "сплющивание" эл.поля одиночного заряда, и увеличение линейной плотности зарядов одного знака в проводнике с током - вот те и квази-"разгадка" тайны возникновения магнитного поля (точнее замена одной загадки на другую - более общую
Поэтому преобразования Лоренца "всесильны потому, что они верны" в первую очередь для самых "обычных", а не "заоблачных" э.м. явлений. А то, что из этих преобразований вытекает наличие предела скорости относительного движения, то это можно просто списать на загадочность самого э.м. поля, изменяющегося при относительном движении

 

Ракета тратит энергию на разгон, в то время как наблюдатель на Земле ее не тратит. Поэтому они в любом случае не равноправны.

 

leo

Дык я как раз про это и толкую что именно изменение скорости волны относительно препятствия и есть причина изменения её длины волны и частоты для наблюдателя находящегося на этом препятствии. Ихмо в воде это настолько очевидно что даже дополнительных пояснений не требует.

Да понимаю я что спор тут на васме в общем-то беспочвенный и чтобы по настоящему разобраться нужно именно электродинамику копать не по детски, дабы разгрести то что там Максвел (при поддержке своих демонов ) наворочал, а Лоренц усугубил. Проблема тут в том что для этого серьезная лабораторная база нужна, которой у меня сейчас нет и уйма времени на эти исследования, ибо как я уже отмечал в открытой публикации корректного описания постановки опытов с подробной публикацией их результатов по теории Максвела тоже не густо.
Видел я эти картинки в Феймановском курсе, да и в российских учебниках они тоже нередко встречаются - проблема в том что они там везде преподносятся в готовом виде как вывод из теории, а с описанием экспериментов по этому поводу опять вакуум или "мысленные опыты на пальцах" или сведения типа "да проверяли, да подтвердили", а что проверяли, по какой схеме опыта, какие числа получли - тишина.

 

Y_Mur

Мне не очевидно, т.к. длина волны, частота колебаний и (фазовая) скорость связаны соотношением c=л*f, поэтому если изменяется c, то л и f должны изменяться по разному. В "твоей" теории это действительно так или ты толкуешь о какой-то другой скорости, или о какой-то другой длине волны?

А зачем самому глубоко копать, ты типа че - Лоренцу не доверяешь?!

 

leo
Да это интересный момент как-то не очень о нём раньше задумывался.
Вернёмся к воде - катер движется навстречу морской волне, чем быстрее он движется тем чаще подскакивает на гребнях т.е. наблюдаемая частота возрастает, но если наблюдатель на катере приложит линейку между гребнями встречной волны, то обнаружит что длина этой встречной волны от его движения не зависит. Как из этого можно сформулировать опыт для света требуется ещё осмыслить.

А чё типа только Лоренцу и Эйнштейну можно ставить под сомнение авторитет Галилея и Ньютона )
Имхо как раз с заморочек Максвела и началось современное отступление физики от экспериментальности в умозрительность, а Лоренц вместо того чтобы разобраться и поправить оступившегося товарища подхватил эту умозрительность и усугубил её до полного безобразия, а тут и Эйнштейн тут как тут (а как всем известно это его национальная черта - тут как тут во всех мутных делах оказываться и личную выгоду из этой мутности извлекать - и никакого шовинизма - простая констатация факта) всё это безобразие "в порядок привёл" и на много лет узаконил. )

 

Y_Mur

А вы сформулируйте опыт для света. Вот когда он будет сформулирован, его можно будет поставить. А до тех пор, пока нет эксперимента, по-вашим же словам, вы отступаете от экспериментальности в умозрительность.

У вас подход несистемный. Если вы хотите поставить под сомнение Лоренца и Эйнштейна, то для начала надо понять, что именно вы ставите под сомнение. Ведь не Лоренца с Эйнштейном, а их теории, так? Возьмите и разберитесь с их теориями. Рекомендую такой подход: найдите книжку по истории физики. И по страницам этой книги, пройдитесь от опытов Фарадея до эйнштейновых заметок об электродинамике движущихся сред. Пройдитесь, и посмотрите где, по-вашему, физика пошла не тем путём.

Я вот взял и почитал книжку про историю физики. Читал правда по диагонали -- то есть надо будет перечитать ещё разок, чтобы до конца осознать. Но и тем не менее, уже сейчас я наконец могу сформулировать чем меня так царапают ваши слова про "умозрительность" и "экспериментальность": ваша "умозрительность" сегодняшней физики отличается от "экспериментальности" Галилея лишь тем, что сегодняшняя физика опирается на неинтуитивную модель.
Опыты, которые ставил Галилей -- они понятны интуитивно. Они вписываются в ту модель физики, которую человеческий мозг создаёт бессознательно с детства из наблюдений за миром. Если Галилей швыряет шарик в окно, он, даже не подключая сознания, знает, что шарик этот упадёт крышу припаркованной машины. "Электромагнетизм" же не вписывается в интуитивную модель. Пришлось создавать новую. И Максвелл, Лоренц, и иже с ними это сделали. Максвелл предложил чисто математическую модель, поясняя её аналогиями с идеальной жидкостью. Последователи же эту математическую модель развили и придали ей самостоятельность, избавив её от необходимости приводить примеры процессов в идеальной жидкости.
При этом итерация в движении физики вперёд осталась прежней: на основе текущей модели выдвигается гипотеза, ставится эксперимент для проверки гипотезы, интерпретируются результаты эксперимента. И либо гипотеза становится частью текущей модели, либо текущая модель корректируется с тем, чтобы охватывать ещё и результаты нового эксперимента. Всё осталось как при Галилее, но пришлось отказаться от интуиции.

 

r90
Как я уже писал чтобы найти верный путь мало почитать чужие абстрактные рассуждения по теме (даже если это рассуждения всемирно признаны как истина в последней инстанции).

На мой взгляд выглядеть этот путь должен так - железобетонный фундамент науки состоит из наблюдаемых и непосредственно измеримых фактов, эти факты должны быть систематизированы в общедоступный всемирный банк данных в виде подробного описания схемы опыта (достаточно подробного чтобы по этому описанию его можно было как недвусмысленно повторить так и теоретически смоделировать т.е. все важные параметры - размеры, скорости и т.п. должны быть конкретны и в чмсленном виде), а также его результатов в виде таблиц, графиков и т.п. И таких описаний опытов должно быть очень много - достаточно для того чтобы это был именно фундамент науки. А обобщающие теории и расчётные модели процессов и явлений строить уже поверх этого фундмента, причём весьма аккуратно, стараясь не положить кирпич теории мимо фундамента практики.

Современная же физика как раз примерно со времён Максвела пошла по пути построения абстрактных математических моделей, которые и являются сейчас её фундаментом, а отдельные опыты, опубликованное описание которых ни разу не отвечает изложенному мною выше критерию адекватности описания опыта, висят в паутине умозрительной теории и машут лапками даже до земли не доставая - куда им до фундамента... По этой причине сколько в такую литературу ни вникай ничего кроме этой паутины там не найдёшь, а самому этот банк опытных данных собрать мне пока не под силу. Так что меня в современной физике "царапает" как раз отстствие как самого этого банка документированных опытов, так и категорический отказ признавать фундаментальную необходимость его целенаправленного создания, вот это я и называю "умозрительностью".

Я конечно же ни разу не против того чтобы теория была неотьемлимой частью планирования эксперимента, я против того что сейчас всё "поставлено с ног на голову" и результатом описанного тобой подхода считается именно встраивание гипотезы в теорию/модель, а подробное описание опыта при этом выбрасывается в корзину для мусора как ненужная шелуха и более не доступно для анализа. На мой взгляд всё должно быть наоборот - как раз описания опытов и их численных результатов нужно тщательно собирать и сохранять для последователей, а вот теории и модели это как раз шелуха которую можно при случае и отбросить, когда лучший вариант придумается или оставить нескольео вариантов теории - выбирай какой нравится, а ещё лучше сразу несколькими пользоваться.
Любой кто учился в естественно научном ВУЗе прекрасно знает что если при проведении лабораторной работы результаты опыта сильно не сошлись с теорией, то седует не вступать с преподом в научный диспут (который чреват получением плохой оценки), а спокойно и без паники "поварьировать" результаты измерения, дабы ошибка оказалась в допустимых пределах ) Если думаешь что когда такие студенты дорастают до звания профессорв их подход к постановке эксперимента кардинально меняется то глубоко заблуждаешься. Имхо как раз это и есть главная причина по которой они не желают публиковать подробности своих экспериментльных работ , зато "подтверждённые опытом" теории генерируют просто потоком ) И никакого "вражьего заговора" в этом нету - само собой всё так получается )

Собственно поэтому я после окончания универа и не пошел в фундаментальную физику, а "спустился" к более прикладным областям механики и кстати кое-что в них накопал, следую как раз принципу - эксперимент = фундамент, а теория = надстройка, но это исследование пока не завершено и не опубликовано, поэтому его обсуждать рано.

А по СТО ты прав - мне здесь без этого банка данных остаётся только "умозрительно флудить" как и всем остальным )

 

Y_Mur

Да, похоже ты прав - в случае мех.волн длина волны для движущегося приемника остается неизменной. Но похоже именно тут и кроется загадка постоянства скорости света
Для механики есть выделенная физ.среда распространения волны и соотв-но эффект Доплера проявляется по разному - в случае движения источника изменяется как частота, так и длина волны, а скорость распространения л*f = const для данной среды, если же движется приемник, то регистрируемая частота возрастает, а длина волны не изменяется, что позволяет сделать вывод о том, что приемник и среда движутся относительно друг друга.
Теперь если мы отвергаем теорию эфира и эферного ветра и считаем, что э.м. волны распространяются в вакууме "сами по себе не известно как", то из принципа относительности следует, что мы можем\должны наблюдать только относительное движение источника и приемника, а приемник сам по себе не должен обнаруживать своего движения относительно э.м. волны. Но раз эффект Доплера для движущегося э.м. источника сопровождается пропорциональным изменением длины волны и частоты при постоянной скорости "с", то тоже самое должно наблюдаться и при движении приемника. Поэтому складывай, не складывай скорости, но реально "пощупать" можно только л и f при л*f = с = const. Соотв-но, если априорно известны л или f источника, то можно определить относительную скорость движения, если не известны, то - увы

 

Y_Mur

Ты похоже издеваешься - сколько можно эту ерунду повторять?! Причем тут Ньютон с Галилеем, если все эти "заморочки" касаются э.м. взаимодействий и оптики, которые были открыты\объяснены\обобщены только в 19 веке. О чем говорить, если "элементарный" закон Ома был установлен только в 1826г.?! А существование э.м.волн было экспериментально подтверждено Герцем в только в 1888г. - через 15 лет после их предсказания "замороченным" Максвеллом! Значит это не просто "заморочки\закорючки", а адекватная теория, основанная на уже известных к тому времени экспериментальных фактах и за счет обобщения и развития, предсказавшая новые факты. Но проблема в том, что эти уравнения базировались на традиционном разделении понятий электрического и магнитного поля, и хорошо описывая их взаимодействие в "неподвижной лабораторной" системе, приводили к непоняткам и противоречиям при попытке перехода в подвижную систему, т.е. к неинвариантности относительно тех же преобразований Галилея.
Как уже упоминалось, эту задачку можно пытаться решать чисто формально, найдя подходящие преобразования, и как следствие получить ограничение на скорость передачи взаимодействий. А можно "физически" - разумно предположить, что электрическое поле при движении заряда не может изменяться мгновенно на любых расстояниях, и если это так, то движение заряда должно приводить к запаздыванию изменей эл.поля и как следствие к его отклонению от сферической формы ("сплющиванию"), и это отклонение по сути и есть проявление магнитного поля. Идея ясна - дальше дело техники, посчитать все скрупулезно и получить значение той самой предельой скорости "с" и лоренцевского фактора сокращения размеров (сплющивания поля) вдоль направления относительного движения. В итоге все становится на свои места и на покоящийся заряд со стороны движущегося проводника начинает действовать та же сила, что и на заряд, движущийся относительно покоящегося проводника. Только в одном сл.это условно "чисто магнитная" составляющая силы Лоренца, а в другом условно "чисто электрическая", но в рамках релятивисткой теории разделение поля на электрическое и магнитное - штука чисто условная, как дань традиции и "наработкам" предыдущих поколений, включая "тонны" учебников по классической электродинамике

Казалось бы все хорошо и логично, но тут "заявляется некто Эйнштейн" и все обобщает "до невозможности", утверждая, что все эти сокращения длин и замедление времени это не просто "кажущиеся" явления при э.м.взаимодействиях, а "реальные" сокращения\замедления всего и вся во Вселенной. Разумеется такая "смелая заява" вызывает бучу протестов, непониманий и неприятий не только у "простых смертных", но и у самих "отцов основателей" типа Лоренца и Пуанкаре. Хотя если не лезть в эти обощения и не заморачиваться с парадоксом близнецов, то все эти "кажущиеся" сокращения и замедления вполне подтверждаются экспериментами с теми же элементарными частицами, синхронизацией кванотвых часов и т.д.

 

Y_Mur

А я разве говорил о достаточности? Я говорил о необходимости.

Железобетонного фундамента не удалось поиметь даже математике. И вся математика -- это колосс на глиняных ногах: куча стройных и красивых теорий, а внизу "основания математики", которые до сих пор не удаётся причесать так, чтобы не стыдно было.

Железобетонного фундамента в физике не может быть тем более. Потому что само по себе развитие физики -- это путь в неизвестность. Вам не приходилось участвовать в процессе разработки ПО, в процессе которого в ТЗ постоянно добавляются новые пункты? Вот здесь то же самое.

Насколько я понимаю, всё доступно. Только за эти публикации денюшку просят. Я никогда не покупал этих абонементов на научных сайтах, потому что bleeding edge науки -- это не та вещь, которую я готов критично воспринимать, вникая во все формулы по нескольку часов в день. Я предпочитаю научно-популярные пересказы. Но если вам интересно -- попробуйте. Там подписка не так уж и дорого стоит.

Когда студенты дорастают до профессоров, там, насколько я знаю, примерно та же ситуация, правда с небольшим отличием. С одной стороны, действительно, опубликовать неверный результат -- себе дороже. Это несмываемое пятно на репутации. Но с другой стороны, если результаты не сходятся с теорией, то это же удача для физика. Для студента это лишь головная боль -- лабу-то сдавать надо, а для физика кроме головной боли есть и другая составляющая. И как такая ситуация будет развиваться -- зависит от множества факторов. И страх за репутацию -- не последний из этих факторов.
И, насколько я понимаю, вся эта репутация и пятна на ней -- очень полезная вещь. Потому что благодаря ей, наука не превращается в интернет, который надо долго и критически фильтровать любую информацию, проверяя каждую буковку, тратя горы своего времени лишь для того, чтобы выяснить про какую-то статью второстепенной важности насколько она адекватна. И с учётом того, сколько сегодня учёных и псевдоучёных что-то постоянно пишет -- нужен механизм фильтрации вторых, иначе ни один учёный не справится с потоком информации.

Но вы не переживайте. Когда на месте лабораторных экспериментов окажется техника... Повторится история классической физики. Придёт техника и скажет: что же ты физика врёшь постоянно, у меня паровоз не едет и связи нету. Даст техника пинка физике, и побежит физика, спотыкаясь, роняя кал, объяснять неедущий паровоз и отсутствующую связь. Пробежит полкилометра, споткнётся и душу богу отдаст. А взамен придёт физика-модерн, или может нано-физика, или ещё как-нибудь её назовут, чтобы отличать от классической и от физики XX века.

А пока техника не нагнала, исследования носят больше академический характер, они и будут оставаться академическими. Оторванными от реальности. Исследованиями ради исследований. Теориями, которые не проходят бета-тестирования.

Но суть-то от этого не меняется. Теория заговора. Ну или назовём это теорией квази-заговора, если вам так проще. Как я уже говорил, с такими теориями я не помощник, поскольку я, даже имея на руках результаты и объективные описания всех опытов за последние пятьсот лет, вряд ли смогу проверить соответствие сегодняшней науке этим опытам. Хотя сомнения здесь и неуместны: даже если я и смог бы это сделать физически, всё равно практически я бы за это не взялся. Мне не настолько это интересно, чтобы посвятить остаток своей жизни физике.

 

Братцы! Давайте я подниму эту монументальную тему, по причине того что еще никто из дискутирующих так и не дал более-менее вразумительного ответа на мой вопрос! Давайте мыслить более глобально! Жду адекватных собеседников!