Мой комментарий к записи «55 лет первому шагу человека на Луне. И две капли озверина адептам…

Jul 23, 2024 14:34


Да какой пробел? Я, естественно, СТО детально не помню, давно её изучал и спецкурса по ней у меня не было. Но если первый космонавт и второй космонавт видят у землянина одно и то же время на его часах (а это так) - и второй космонавт выставляет свои часы по часам первого космонавта (что тоже так) - есть ЕДИНСТВЕННЫЙ способ добиться того, чтобы ( Read more... )

Leave a comment

v1adis1av September 30 2024, 16:11:11 UTC
Да не затрещало там ничего :) Собственное время на прямой, соединяющей две пространственно-временные точки (т.е. время, которое показывают часы равномерно движущегося == покоящегося наблюдателя), максимально; при переносе часов между этими двумя точками по любой другой физически допустимой траектории время будет показано меньшее. Это такое же простое геометрическое свойство псевдоевклидова пространства-времени Минковского, как тот факт в привычной евклидовой геометрии, что прямая является кратчайшим расстоянием между точками, например что гипотенуза короче суммы катетов. В евклидовой геометрии прямая - кратчайшее расстояние, в псевдоевклидовой - длиннейшее (только здесь роль расстояния играет т.н. "интервал", который измеряется показаниями часов, переносимых по траектории). Никаких противоречий в геометрии Минковского не выявлено, как и в геометрии Евклида (точнее даже так: математически доказано, что обе аксиоматики непротиворечивы). Если вам кажется, что вы где-то нашли противоречие, то вам кажется :) Можем, если хотите, разобрать любую конкретную задачку вроде "эстафеты".

Reply

tvoy_sobi September 30 2024, 19:57:06 UTC
Давайте. Далее все движения подразумеваются равномерными и прямолинейными.

Космонавт А пролетал мимо Земли, где сидел землянин Б. Со скоростью, такой, что взаимное отставание часов у них 1 к 10. И они сверили свои часы, выставили их на 0.

Далее, по часам космонавта А прошло 100 единиц времени. В этот момент он видит, что у землянина Б прошло 10 единиц времени. И в этот же момент (по его часам, по часам космонавта А) мимо него пролетал космонавт В - приближающийся к Земле ровно с той скоростью, с которой космонавт Б от неё удаляется. И этот космонавт выставил свои часы по часам космонавта А, то есть, поставил там 100 единиц.

По СТО взаимное отставание часов от НАПРАВЛЕНИЯ движения (удаляются ли наблюдатели друг от друга, или сближаются) не зависит, оно зависит ТОЛЬКО от взаимных скоростей. И теперь космонавт В по своим часам, за 100 единиц собственного времени вернётся к Земле - по условиям задачи так - то есть, за то же собственное время, за которое космонавт А от неё улетел. Вернётся и обнаружит там землянина Б.

Вопрос: какое время он там увидит на часах землянина Б, и почему?

Подсказка: в момент встречи с космонавтом А, космонавт В видит на часах землянина Б ровно такое же время, что и космонавт А: то есть, те самые 10 единиц. Ибо к нему (в точке встречи с космонавтом А) в этот же момент времени долетают с Земли ровно те же фотоны, что и к космонавту А.

Подсказка 2: то, что в момент встречи космонавтов А и В на их часах (то есть, на часах каждого из них) было выставлено 100 единиц времени - верно в любой системе отсчёта.

Подсказка 3, самая важная: не забывайте, что с точки зрения космонавта В он никуда не летит. Это мимо него сначала пролетает космонавт А, затем - Земля с землянином Б на ней. У какового землянина на момент встречи космонавта А и В на часах наблюдается 10 единиц времени. А у космонавта В в этот момент 100 единиц времени. И землянин Б с космонавтом В находятся В АБСОЛЮТНО РАВНОПРАВНЫХ ПОЛОЖЕНИЯХ, их ситуации отличаются только тем, какое время у каждого у них на часах выставлено. А вот взаимное замедление времени у них совершенно одинаково.

P.S. Да, и не надо пытаться всё свести к геометрии Минковского. Я прекрасно с ней знаком. Просто эта модель оказывается противоречивой, оторванной от реальности. Не согласны? Тогда просто ответьте на мои вопросы выше, обосновав свои ответы не апелляцией к модели - а в рамках заданных симметрий (равноправий СО).

Reply

v1adis1av October 1 2024, 11:29:40 UTC
Ответ: в момент встречи космонавта В с землянином Б на часах у В будет 200, на часах у Б - 2000.

Объяснение: Вы путаете наблюдаемое космонавтом земное время (то, которое космонавт видит в телескоп, глядя на Землю) и реальное текущее земное время (то время, которое в данный момент для данного космонавта показывают часы на Земле - он эти показания сейчас не видит, если только не пролетает прямо возле Земли, он может их только вычислить). Наблюдаемое космонавтами (т.е. кажущееся) земное время зависит от того, в какую сторону движется космонавт, для удаляющегося оно будет течь медленнее, для приближающегося быстрее - это простой Доплер. Из всех космонавтов, движущихся с одинаковыми скоростями в разных направлениях, только для того, у которого Земля на траверсе (по борту), действительный ход земных часов будет совпадать с наблюдаемым, т.е. показывать чистое релятивистское замедление (в нашем случае в 10 раз). Однако для них всех земные часы (не наблюдаемые в телескоп, а вычисляемые) будут одинаково замедлены, ведь скорости у космонавтов относительно Земли одинаковы, только направления разные. См. картинку (пунктир - распространение света, чёрные оси - Земля, красные - удаляющийся космонавт А, синие - приближающийся космонавт В):



Слева ход событий в системе отсчёта Земли, справа - в системе отсчёта космонавта А. В момент встречи космонавтов А и В (точка М) они оба наблюдают в телескоп Землю, какой она была в точке А0 - из этой точки свет как раз долетел до точки М. Однако для удаляющегося космонавта в точке М текущий момент на Земле - это точка А1 (пересечение мировой линии Земли с его координатной осью х1, т.е. геометрическим местом всех точек, в которых для него t=0 в его личной системе отсчёта). А для приближающегося космонавта в точке М текущий момент на Земле - это точка А2. где его ось х2 пересекает мировую линию Земли. Повторяю: видят они оба А0, но текущие моменты Земли (А1 для удаляющегося, А2 для приближающегося) для них обоих разные. В системе приближающегося космонавта в момент М почти всё время из 2000 земных секунд уже прошло (с момента В до момента А3, 1990 секунд), хотя сейчас он и видит в телескоп на Земле точку А0, в которой прошло лишь около 5 секунд (точно: 5,01256... с). За оставшиеся "свои" 100 секунд, двигаясь от М до Р, он увидит в телескоп очень быстрый ход земных часов, которые протикают примерно 1995 раз (всю историю Земли между А0 и Р) - этот кажущийся быстрый ход обусловлен просто Доплером, в действительности же на Земле (в его системе отсчёта) за это время пройдёт лишь 10 секунд (интервал А2Р). Во всех системах отсчёта интервал BP равен 2000 секундам, интервал ВМ+МР - 200 секундам. Расстояние от Земли до точки встречи для землян 994,987... световой секунды, для обоих космонавтов оно сокращается до 99,4987... световой секунды.

(На чертеже я сделал гамма-фактор для разборчивости примерно 1,7 (корень из 3), а не 10, иначе всё слилось бы; но принципиально ничего не меняется.)

Reply

tvoy_sobi October 1 2024, 17:09:15 UTC
/// Вы путаете наблюдаемое космонавтом земное время (то, которое космонавт видит в телескоп, глядя на Землю) и реальное текущее земное время (то время, которое в данный момент для данного космонавта показывают часы на Земле

Да нет же, это Вы пытаетесь использовать модель там, где она (по-видимому) неприменима.

Посмотрите на свою вторую диаграмму: все ли системы отчёта в ней равноправны? Если да, откуда следует вот это:

/// Повторяю: видят они оба А0, но текущие моменты Земли (А1 для удаляющегося, А2 для приближающегося) для них обоих разные.

Откуда это вытекает? СТО основана на том, что мы считаем истинным только то, что видим, работаем только с тем, что можем зафиксировать и измерить: все СО равноправны, все мнения наблюдателей тоже. Что такое "текущие моменты Земли"? В СТО нет никакого абсолютного, всеобщего времени, во всех СО оно течёт (для одного и того же наблюдателя в его СО) по-разному.

Собственно, в чём вопрос-то, принципиальный: является ли смена системы отчёта неким наблюдателем Х - объективным событием, таким же, как и любое иное событие и подчиняющимся те же правилам СТО, не лучше и не хуже любого иного события? Динамику сейчас не берём, чисто кинематически?

Если да - тогда Ваша модель верна и вычисления правильны. Если нет - то модель оказывается даже не ошибочной, а просто неуместной. Потому что тогда Ваша вторая диаграмма легко зеркалится так, что это землянин поменял направление движения, когда на его часах было 100, а вовсе не космонавты. И один вариант ничуть не хуже другого.

Но ведь когда космонавт В просыпается, обнаруживает у себя на часах 100, а на часах землянина Б - 10 и выясняет, что ему лететь до Земли ещё 100 по своим корабельным часам - что он может сказать о том, какое время на часах землянина увидит, когда до Земли таки долетит? Если бы речь шла о космонавте А, всё было бы просто: можно поставить рядом с часами землянина зеркало, в котором отражаются (непрерывно) часы космонавта А. И когда на его корабельных часах 100, на часах землянина космонавт А видит 10 - а в зеркале на Земле отражение своих часов как 1. Всё логично.

Но космонавт В летел к Земле ВСЕГДА. Для него такой фокус не проходит, он системы отчёта (по факту) не менял. Ну, представьте, что он вообще никуда не летит а сидит себе на базе, в той же системе отчёта, что и землянин, только очень далеко. И вот космонавт А сбрасывает ему показания своих часов, те самые 100 единиц - а космонавт В видит у землянина в это время 10 единиц (как и пролетавший мимо него в этот момент космонавт А). И далее сигналит землянину: эй, давай, всё же, выясним, кто прав-то? Давай, доползу до тебя медленно-медленно, с ужасающе низкой скоростью, как Эйнштейн и завещал сверять часы. Релятивистские эффекты при этом делаются бесконечно малыми. Остаётся только Допплер, сиречь запаздывание сигнала из-за конечности скорости света.

Ну, то есть, если космонавт А летел от землянина Б со скоростью, практически неотличимой от скорости света - то, например, долетев до базы космонавта В и показав там на часах землянина 0 единиц, а на своих 100 (ну он же почти свет, для него время у землянина практически остановилось) - он тем самым гарантирует, что космонавт В видит на часах землянина тот же самый 0. И, выставив на своих часах 100 и медленно-медленно ковыляя до Земли, космонавт В через миллиард единиц времени доковыляет до землянина Б. И что же он там увидит, на его часах?

0 (исходную метку времени) + миллиард единиц времени (время по его часам, что он добирался до Земли) + 100 (допплеровский сдвиг)

Ровно то же, что и на своих часах. То есть, моложе землянина он, как минимум, НЕ окажется. Хотя до базы он (точнее, показания часов космонавта А) мчался практически со скоростью света. И по СТО (и Вашей диаграмме) должен бы оказаться моложе на те самые 100 единиц.

А теперь найдите ошибку в этих рассуждениях, если сможете.

Reply

v1adis1av October 1 2024, 21:16:10 UTC
> Да нет же, это Вы пытаетесь использовать модель там, где она (по-видимому) неприменима.

Я такого типа диаграммы применяю постоянно в практических целях. Всё работает как часы (извиняюсь за каламбур).

> Посмотрите на свою вторую диаграмму: все ли системы отчёта в ней равноправны?

Да. Мы можем без противоречий описать всё происходящее и в земной системе отсчёта (как на 1-й диаграмме), и в СО улетающего космонавта (2-я диаграмма), и в СО подлетающего космонавта, и вообще в любой инерциальной системе отсчёта. Все события в любой СО оказываются хронологически упорядочены одинаковым образом (нельзя убить дедушку до своего рождения), все интервалы вдоль мировых линий между событиями не зависят от системы отсчёта (то есть если у нас выходит при расчётах в одной СО, что часы, перенесённые по отрезку между событиями Х и Y, покажут 7 секунд, то в точности это же значение получится при расчётах в любой другой СО), все пространственно-временные координаты событий в любой СО пересчитываются в любую другую СО однотипно по простейшим формулам. В чём неравноправие?

> СТО основана на том, что мы считаем истинным только то, что видим,

Нетъ. Например (известный факт), пролетая на релятивистских скоростях мимо объекта, мы увидим его не сжатым, а повёрнутым. А в действительности для нас он будет именно сжатым вдоль направления движения, его кажущийся поворот - просто визуальный эффект из-за конечности скорости света. Для определения истинной картины в СТО мы должны сперва увидеть, потом пересчитать увиденное в настоящее (например, в координаты событий в своей СО или в скорость хода часов на Земле относительно нас).

> является ли смена системы отчёта неким наблюдателем Х - объективным событием, таким же, как и любое иное событие и подчиняющимся те же правилам СТО, не лучше и не хуже любого иного события? Динамику сейчас не берём, чисто кинематически?

Поскольку наблюдатель не влияет на происходящее - можно не считать смену СО "объективным событием". Это всё равно что описывать ход событий по московскому времени, или по Гринвичу, или по Петропавловску-Камчатскому. Ну, скажу я в начале для протокола: "записываем по МСК" - это объективное событие или как? Вопрос философский. Просто ход событий абсолютен, а его описание относительно (зависит от СО), но это относительное описание легко переводится в любую другую СО (продолжая аналогию, события записаны в 5:00 и в 5:30 МСК, при другом описании это будет 1:00 и 1:30 по Гринвичу - числа вроде другие, но физическая картина не меняется).

> Ваша вторая диаграмма легко зеркалится так, что это землянин поменял направление движения, когда на его часах было 100, а вовсе не космонавты. И один вариант ничуть не хуже другого.

Ни космонавты, ни землянин никакое направление не меняли. Каждый летит по своим делам с постоянной скоростью. Встретились в точке М, синхронизовали часы на ходу и сделали друг другу ручкой. Это ж эстафета, нет? Все три системы отсчёта инерциальные, нет никаких ускорений. (Эту задачу можно рассматривать и по-другому, когда передаются часы или вообще наблюдатель с ними прыгает из ракеты в ракету. Но в этом случае система отсчёта часов неинерциальна, в момент прыжка возникает сильное ускорение, которое по принципу эквивалентности можно рассматривать как гравитационное поле, которое почти останавливает часы, пока на Земле проходит время с А1 до А2 - всё сложнее, но в рамках ОТО тоже выходит вполне самосогласованно. Однако предлагаю пока ограничиться простой кинематикой СТО.)

(продолжение следует)

Reply

tvoy_sobi October 1 2024, 23:53:18 UTC
/// Поскольку наблюдатель не влияет на происходящее - можно не считать смену СО "объективным событием".

Смотрите: это центральный вопрос. От него всё зависит. Поэтому давайте я попробую объяснить понятней (ну, как умею).

Парадокс близнецов много раз обсуждался в разных сообществах, например:

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9E%D0%B1%D1%81%D1%83%D0%B6%D0%B4%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5:%D0%9F%D0%B0%D1%80%D0%B0%D0%B4%D0%BE%D0%BA%D1%81_%D0%B1%D0%BB%D0%B8%D0%B7%D0%BD%D0%B5%D1%86%D0%BE%D0%B2

Сухой остаток от всех этих обсуждений очень простой (можете ознакомиться, например, с этим, что по ссылке выше): кто из близнецов менял СО, у того часы и отстают. И это КИНЕМАТИЧЕСКИЙ эффект, с динамикой никак не связанный. Доказывается это как раз Вашими диаграммами.

Но этот вывод подразумевает, что смена СО (опять же, чисто кинематически) - есть АБСОЛЮТНО ОБЪЕКТИВНОЕ СОБЫТИЕ. Потому что не может быть так, что в одной СО летавший близнец, вернувшийся на Землю, моложе своего брата-землянина, а в другой СО - старше. После воссоединения близнецов разница их возрастов во всех СО должна фиксироваться как одна и та же.

Но Вы же понимаете, что для космонавта В с его 100 на часах и наблюдаемых 10 на часах землянина Б, факт смены именно им системы отсчёта (в роли космонавта А, повернувшего к Земле, но без динамических эффектов) - совсем не очевиден. Это мы изначально согласились с тем, что космонавт А и В меняются ролями (показаниями часов) тогда, когда на часах космонавта А значится 100 единиц времени (а на часах землянина, соответственно, космонавт А видит 10 единиц). То есть, рассуждение получается такое: 100 единиц времени на часах космонавтов А и В -> удаление сменяется сближением -> в этот момент у землянина на часах видно 10 -> но на самом деле у него удаление сменилось сближением тогда, когда у него, на его собственных часах отобразилось 1000. Ну и далее всё по Вашим рассуждениям и расчётам.

Можно ведь посмотреть на ситуацию и с такой стороны: космонавт А (и далее В в его роли) никуда не летал. Это мимо него сначала пролетела Земля с землянином Б, а затем (когда на часах космонавта А-В высветилось 100 единиц времени) повернула обратно. При этом (в момент поворота) на часах землянина высветилось 10 единиц времени. Ну, логично, а потом применяем к землянину Б ту же логику и те же диаграммы, которые Вы применили к космонавтам А и В. Как будто это землянин Б менял СО.

Если смена наблюдателем СО не является объективным событием, не фиксируется (кинематически) во всех СО именно так - эта вторая трактовка событий ничем не хуже первой. Ну, та трактовка, где Земля просто повернула назад.

Но информации по этому вопросу я нигде не нашёл. Потому и написал, что СТО трещит по швам. Ибо для сохранения её в прежнем виде нужно объявлять смену наблюдателем СО объективным событием, равно фиксируемым как таковое во всех остальных СО. Но это же нужно отдельно обосновывать и доказывать, понимаете? Ибо в его собственной СО в формате эстафеты - это никак не фиксируется. То ли он повернул назад, то ли наблюдаемая им другая СО - не определить. Равнозначно, нет объективного события.

Reply

v1adis1av October 2 2024, 09:34:57 UTC
Если мы остаёмся в рамках СТО, и даже в более узких рамках релятивистской кинематики (т.е. геометрии плоского псевдоевклидова пространства-времени Минковского), то, как мне кажется, нет смысла говорить об измерениях вдоль мировых линий как об объективных событиях. Не больше смысла, чем придавать статус объективных событий измерениям сторон треугольника. Пространство-время так устроено, что "длина" (времениподобный интервал) прямой линии между двумя событиями больше, чем "длина" любой ломаной между ними, - примерно из-за того же, почему в обычном евклидовом пространстве длина прямой между двумя точками меньше, чем длина любой ломаной линии между ними. Разница только в том, что (времениподобные) интервалы измеряются с помощью часов, а не линеек. В рамках релятивистской кинематики Минковского можно рассматривать только равномерное прямолинейное движение (и связанные с равномерно-прямолинейно движущимися телами инерциальные системы отсчёта) или переходы из одной ИСО в другую с корректно проведёнными синхронизациями часов и сведением линеек (т.е. лоренц-преобразованиями). Правда, эти переходы можно сделать даже непрерывными (как предел кусочно-линейного движения по ломаной) и рассматривать в том числе и ускоренное движение. Но эта тема уведёт нас слишком далеко. В нашем случае достаточно рассматривать три инерциальных движения без всякого ускорения (Земля и два космонавта) с тремя локальными сравнениями часов в углах треугольника. Чистая кинематика, никаких динамических событий, стороны обмениваются только информацией и только локально. Поэтому я предпочитаю объяснять "парадокс близнецов" именно в схеме с эстафетой. Другой вариант, описывающий ту же кинематическую схему, но уже включающий неинерциального наблюдателя (когда близнец прыгает в другую ракету и возвращается на Землю) сложнее понять. В нём наблюдатель (или его часы) подвергается в момент перехода ускорению, которое можно описать как некоторое гравитационное поле, направленное вдоль траектории и настолько сильное, что оно очень быстро меняет скорость близнеца на противоположную (в системе покоя Земли); Земля в этом поле находится высоко "вверху", поэтому время там идёт быстро по сравнению со временем близнеца (так же как часы на спутнике GPS идут быстрее, чем часы на поверхности Земли в большем грав.потенциале), и в течение этого ускорения земные часы проходят от А1 до А2 (в нашем случае от показаний 10 секунд до 1990 секунд).

Резюмируя, всю задачу можно описать двояко:
1) как на чисто кинематическом (т.е. геометрическом) языке, с измерениями интервалов вдоль абсолютно инерциальных мировых линий и локальными синхронизациями,
2) так и динамически, с ускоряющимся близнецом и гравитационным потенциалом, вызывающим быстрый ход земных часов в его (близнеца) системе отсчёта.
Повторюсь, я предпочитаю обходиться без ускорений, поскольку геометрическая схема гораздо прозрачнее описывает задачу. Однако оба подхода дают одинаковые решения.

Reply

tvoy_sobi October 2 2024, 10:13:22 UTC
/// Однако оба подхода дают одинаковые решения.

Так вот, вопрос в том, можем ли мы ЧИСТО КИНЕМАТИЧЕСКИ различить смену СО наблюдателем с его часами - например, методом эстафеты? То есть, заявить и доказать: да, это космонавт А хитро так сменил СО, передав эстафету космонавту В - а вовсе не землянин что-то такое замутил с возвращением планеты обратно к кораблю космонавта?

Если да - Ваши расчёты верны, как и основы СТО. Если нет - ну извините. В этом последнем случае что землянин Б, что эстафетчики А и В находятся в равном положении. И заявление землянина "когда на моих часах было 1000, космонавт сменил удаление на сближение, при этом на его часах было 100" - ничуть не хуже и не лучше заявления космонавтов "когда на моих часах было 100, землянин сменил удаление на сближение, при этом на его часах было 10". И вопрос о том, у кого ПРИ ВСТРЕЧЕ часы окажутся отстающими - если вообще окажутся - остаётся открытым в силу неприменимости модели СТО.

Если Вы не можете заранее сказать, кто из наблюдателей менял СО (может, и оба меняли?.. как выяснить?..) - Ваша классическая модель с разворотом пространства Минковского теряет смысл и оказывается неприменимой. Потому что становится неясно, откуда и куда разворачивать.

Два утверждения:

1) Космонавты: когда на наших часах было 100, на часах землянина 10, землянин сменил удаление на сближение

и

2) Землянин: когда на моих часах было 1000, на часах космонавтов 100, космонавты сменили удаление на сближение

Оказываются равнозначными.

Если смена СО кинематически определяется (любым наблюдателем во Вселенной, как наиболее сильная формулировка этого утверждения) - вопросов нет. Но как это узнать?

Reply

v1adis1av October 2 2024, 11:07:33 UTC
А в чём проблема отличить прямую от ломаной? Любая инерциальная система отсчёта во Вселенной движется с постоянной скоростью (или покоится) относительно любой другой инерциальной системы отсчёта. Если Земля не изменяет свою скорость относительно какой-либо ИСО - значит, её (Земли) мировая линия прямая, на ней часы будут показывать максимально возможное время между двумя точками. Любой другой трек между этими двумя точками невозможен без изменения скорости и состоит как минимум из двух прямых отрезков. На этом треке сумма показаний часов будет меньше, чем на прямом.

Reply

tvoy_sobi October 2 2024, 11:15:22 UTC
/// А в чём проблема отличить прямую от ломаной?

В том, что это придётся делать наблюдателям. Которые равноправны. И каждый считает свою мировую линию прямой.

Ну, представьте себе, что в моделируемой Вселенной вообще больше никого и ничего нет: только землянин Б на своей планете и два хитрых космонавта-эстафетчика А и В со своими кораблями. Для полноты картины давайте ещё представим, что вместе с показаниями часов на корабль космонавта В перебрасываем и сознание космонавта А, которой этой подмены вообще не замечает. Вот разлетались они с Землёй, а теперь сближаются. Он никаких ускорений не фиксирует (как и землянин), для него ситуация чисто кинематическая. Как он отличит манипуляцию по его перебросу (его сознания вместе с показаниями часов) на корабль В от того, что это Земля просто развернулась и теперь с ним сближается? Да никак. И землянин никак не различит.

Но если верно, что часы после повторной встречи таки будут отставать у кого-то одного из них - значит, это различение таки возможно и принципиально. Но как именно возможно, в ситуации эстафеты?

Reply

v1adis1av October 2 2024, 11:50:08 UTC
Фактически, убрав всё из Вселенной, Вы вводите запрет на определение инерциальности системы отсчёта. Если во Вселенной ничего нет, то как я определю, вращаюсь я или нет (см. принцип Маха и ведро Ньютона)? Всё-таки стандартный способ введения ИСО предполагает наличие инерционно двигающихся тел, на которые не действуют никакие силы. Возможно, в пустой Вселенной так и будет, как Вы пишете, но экспериментов в ней никто не проводил, поэтому ничего сказать о ней нельзя. А в нашей Вселенной есть тела, с которыми можно связать ИСО. Если мы живём в такой Вселенной, значит, мы можем отличить одну ИСО от другой, и переход наблюдателя из одной ИСО в другую не останется для него незамеченным, даже если перебрасывается лишь его сознание. Наблюдатель на Земле остаётся в одной и той же ИСО, а космонавт вынужден использовать ломаную (две ИСО как минимум), и переход он заметит, сравнивая своё (и Земли) движение с удалёнными инерциально двигающимися телами.

Reply

tvoy_sobi October 2 2024, 13:53:04 UTC
Принцип Маха в его исходной формулировке (инертные свойства тела зависят от массы и расположения других тел) не выполняется в теории относительности. Или конечность скорости света - или принцип Маха.

/// А в нашей Вселенной есть тела, с которыми можно связать ИСО. Если мы живём в такой Вселенной, значит, мы можем отличить одну ИСО от другой, и переход наблюдателя из одной ИСО в другую не останется для него незамеченным, даже если перебрасывается лишь его сознание.

Ну так и я о том же. Но на данный момент это только предположение. Ну, допустим, кроме Земли и космонавтов-эстафетчиков во Вселенной есть ещё марсианин М на Марсе и плутонианин П на Плутоне. Конечно, если космонавт А после переноса его сознания и показаний его часов на корабль В вдруг обнаружит, что и Земля, и Марс, и Плутон в одно и то же время по его корабельным часам вдруг развернулись и начали двигаться в другую сторону - есть повод задуматься и усомниться в том, что это именно они так согласованно решили сменить направление движения. Логичней предположить, что это собственный корабль развернулся.

Однако это уже не физика совсем, Вы же понимаете. И уж точно не имеет никакого отношения к модели СТО.

Или эта модель даёт Вам возможность определить, кто именно менял систему отсчёта в ситуации эстафеты - кинематически - или же нет. Если даёт - вопросы отпадают, кроме одного: как именно это определение происходит?

Если не даёт - модель СТО в ситуации эстафеты оказывается несостоятельной, ибо кто именно менял СО, чья именно мировая линия имеет излом - не определить. Наблюдатели из задачи, во всяком случае, этого сделать не могут. То есть, модель просто не работает.

Можно посмотреть на это ведь и с другой стороны: вот проснулся космонавт В, и обнаружил, что движется к Земле: на часах космонавта В значится 100 единиц времени, на часах землянина Б он видит 10. Но, предположим, что космонавт В (в отличие от космонавта А, чью роль он играет) ломанулся к Земле со скоростью, практически неотличимой от световой. Ну то есть почти так же быстро, как и свет. Вопрос: сколько на его часах будет, когда он долетит до землянина Б - и сколько будет на часах землянина?

Ну понятно, что на часах землянина будет 10 единиц + (расстояние от корабля В до Земли)/С, где С - скорость света. Второе слагаемое тут просто эффект Допплера, а так-то часы землянина для космонавта В застыли, релятивистский эффект.

Но что увидит землянин? Вот он видит, как на часах космонавта появилось значение 100... у самого землянина при этом (предположим) на часах те самые 1000. Затем эстафетный разворот космонавта... А дальше? А дальше хоп - и космонавт уже здесь, возле землянина, ибо его скорость практически такая же, как и у света. И на его часах 100 единиц + (расстояние от корабля В до Земли)/С, где С - скорость света. Второе слагаемое тут просто эффект Допплера, он равно работает в обе стороны.

Поскольку и космонавт, и землянин видят на часах друг друга в момент встречи одно и то же, получается, для часов землянина:

10 единиц + (расстояние от корабля В до Земли)/С = 1000 единиц

Для часов космонавта:

100 единиц + (расстояние от корабля В до Земли)/С

Ну и какое значение больше? Можно, конечно, сослаться на сокращение длин для космонавта В и заявить, что он тоже долетит до Земли практически мгновенно - по своим корабельным часам. Но у него 100 единиц уже было, и это видел землянин, и эффект Допплера, опять же, никто не отменял. Аналогично, можно, конечно, оспорить, что когда у космонавтов 100 единиц времени, у землянина 1000 - но тогда мы опять придём к тому, что непонятно: то ли это Земля развернулась, когда на часах землянина было 10 единиц - то ли космонавты развернулись, когда на часах землянина было 1000. Если космонавты - см. выше. Если Земля - но тогда по СТО это у землянина часы должны отстать.

Ну, не работает модель - покуда не будет указан способ кинематически определить смену наблюдателем системы отсчёта - а не задавать такое условие изначально, как данность (кто именно менял СО). Есть такой способ?

Reply

v1adis1av October 2 2024, 21:52:05 UTC
Я упоминал принцип Маха не как доказательство (нет свидетельств, что он работает), а скорее как логический капкан в гипотетической физике пустой Вселенной, где мы не можем удостовериться, что движемся равномерно и прямолинейно, ввиду отсутствия других тел. Но это именно гипотетический вопрос, а реальная физика строится во Вселенной, где таких тел хватает. Можно использовать, например, плюшевого зайца на верёвочке (как делают космонавты в "Союзах") или удалённый квазар, неважно, лишь бы были основания полагать, что на них не действуют никакие сторонние силы. Если заяц или квазар движутся относительно нас равномерно и прямолинейно (или покоятся), мы полагаем себя находящимися в инерциальной системе. Землянин может сказать это о себе, а космонавт, перепрыгнувший в другой корабль, - нет.

> вот проснулся космонавт В, и обнаружил, что движется к Земле: на часах космонавта В значится 100 единиц времени, на часах землянина Б он видит 10. Но, предположим, что космонавт В (в отличие от космонавта А, чью роль он играет) ломанулся к Земле со скоростью, практически неотличимой от световой. Ну то есть почти так же быстро, как и свет. Вопрос: сколько на его часах будет, когда он долетит до землянина Б - и сколько будет на часах землянина?

Смотрим на схему и определяем, не вижу никаких затруднений. На часах космонавта В в точке М выставлено 100 секунд. Видит он часы землянина в точке А0, которые показывают 5 с копейками секунд. В действительности сейчас на Земле (в системе отсчёта космонавта В) часы землянина показывают 1990 секунд, космонавт может это предвычислить, поскольку наблюдает положение, скорость и показания часов землянина (и предполагает, что в будущем, хотя бы в ближайшие земные 1985 секунд, Земля не взорвётся и будет лететь так, как летела, а землянин не пропьёт свои часы). Землянин увидит момент М встречи космонавтов только находясь в точке А3, за 5 с небольшим секунд до своей встречи с В в точке Р. Он увидит, как часы космонавта В за эти 5,01256... секунд увеличат свои показания со 100 до 200 секунд. Однако он знает, что этот быстрый кажущийся ход часов - просто эффект Доплера; на самом деле для него встреча космонавтов в точке М произошла 1000 секунд назад, когда сам он находился в точке О, и часы В увеличат показания на 100 секунд не за 5,0125 секунд земного времени, а за 1000 секунд (т.е. В для землянина замедлен в 10 раз, как и землянин для В).

Reply

tvoy_sobi October 3 2024, 12:11:39 UTC
/// Землянин может сказать это о себе, а космонавт, перепрыгнувший в другой корабль, - нет.

Нет. Космонавт может сказать только то, что смена ИМЕННО ИМ системы отсчёта - более вероятна, чем одновременная смена системы отсчёта всеми видимыми ему объектами во Вселенной. Да, это так, я об этом и написал ранее. Но это же, повторюсь, не физика, это просто некий здравый смысл - который ничего не доказывает.

/// В действительности сейчас на Земле (в системе отсчёта космонавта В) часы землянина показывают 1990 секунд, космонавт может это предвычислить, поскольку наблюдает положение, скорость и показания часов землянина

Ничуть не бывало. Нет никакого "в действительности". В том-то и проблема: он видит только то, что видит. 10 на часах землянина, 100 на своих. И, если мчится к Земле со скоростью, очень близкой к скорости света - дальше будет так, как я написал в комменте выше. То есть, к моменту их встречи к показаниям часов каждого ДЛЯ ДРУГОГО - добавится лишь набежавший допплеровский сдвиг, пропорциональный расстоянию между В и Б на момент пробуждения В - и обратно пропорциональный скорости света:

100 + ДС на часах космонавта с точки зрения землянина - и с точки зрения космонавта, показания при встрече же совпадают

10 + ДС на часах землянина с точки зрения космонавта - и с точки зрения землянина тоже, показания при встрече не могут не совпадать

Ну, представьте, что Вы - землянин. И видите корабль космонавта В на каком-то расстоянии от Земли, там 100 единиц времени на часах, и Вы при этом знаете, что этот космонавт летит к Вам со скоростью, практически неотличимой от световой. Вопрос: через какое время этот космонавт до Вас долетит - ну, для Вас, по Вашим часам?

Ответ очевиден: ДА ПРЯМО СЕЙЧАС. Потому что свет УЖЕ дошёл - а корабль космонавта В летит почти так же быстро.

А сколько времени будет на часах космонавта В, если Вы видели на них 100 единиц? Всё то же самое, 100 + ДС.

И точно такая же логика применима к космонавту В - который считает, что никуда не летит, это Земля с землянином к нему мчится почти так же быстро, как и свет. Сколько там на часах землянина видно? 10? Ну вот землянин уже и здесь, а на его часах 10 + ДС. А ДС и для землянина, и для космонавта В один и тот же, ибо пропорционален расстоянию между ними и обратно пропорционален скорости света.

Вы пытаетесь применить модель СТО к задаче, основным вопросом которой и является применимость данной модели к задачам такого рода. Конечно, если Вы УЖЕ применяете модель - противоречий Вы не увидите. Это как с тем знаменитым утверждением: "данное утверждение истинно". Если предположить, что оно и правда истинно - так и окажется, оно само себя подтверждает. А ЕСЛИ НЕТ? А если нет, если предположить, что оно ложное - тоже никаких противоречий, оно начнёт само себя отрицать, подтверждая собственную ложность. И какой же вариант верен?

Нужно просто понять: КТО ИМЕННО РАЗВЕНУЛСЯ? ИЛИ ОБА? Развернулись космонавты, когда на их часах было 100 единиц? Или Земля, когда на часах землянина было 10 единиц? Или что? ГДЕ И КОГДА произошло событие "разворот" (если оно вообще одно было)? Можно это определить без привлечения динамики (эстафета её выключает)?

Я вот таких способов не могу найти пока что. И если второй участник эстафеты, который сближается с Землёй с практически световой скоростью, видит на часах землянина 10, а на своих 100 - то через мгновение он встретит этого самого землянина и увидит на его часах 10 + ДС. Что может быть равно 1000, или 1990, да на здоровье. Но ведь и землянин увидит на часах космонавта 100 + ДС - если уж в момент разворота космонавтов, истинного или эстафетного, там было видно 100 - время на их часах, когда удаление сменилось сближением.

С моей точки зрения, это всё доказывает ограниченность модели СТО. Эвереттика, да даёт выход, я об этом уже писал: для каждого наблюдателя в его версии Вселенной он неподвижен, летают и разворачиваются все остальные. И возвращаются с отставшими часами. И подтверждают это.

Reply

tvoy_sobi October 2 2024, 10:38:06 UTC
Ну и да, отдельным комментарием: есть и такой вариант разрешения этого парадокса - при смене СО происходит то самое разделение Вселенных, по Эверетту. То есть, кто бы и куда бы от Вас ни улетал и ни возвращался (с Вашей точки зрения) после сверки часов - у него ВСЕГДА часы будут отставать от Ваших. Но стоит Вам с ним поменяться - в смысле, в точности повторить ситуацию, когда он на Вашем месте, а Вы на его - и... И снова Вы наблюдаете, что ЕГО часы отстали от Ваших.

А где-то там, в параллельной Вселенной, он наблюдает обратное: что Ваши часы отстали от его. Кстати, это очень красиво иллюстрируется на диаграммах (но не совсем таких, как Ваши классические). И даже может быть проверено - в этом я не уверен, но некие идеи есть.

Reply

v1adis1av October 2 2024, 10:47:31 UTC
Не думаю, что тут есть смысл вводить какие-то лишние сущности. Парадокса-то ведь нет как такового, простая геометрия. Это всё равно что считать парадоксом тот факт, что если мы сидим лицом друг к другу, то окно от Вас слева, а от меня справа. Было бы странно привлекать Эверетта для объяснения этого удивительного феномена :)

Reply


Leave a comment

Up