Занимательная физика. Часть первая. Скорость света и почему ее не нельзя превысить (2 фото + 2 видео)
Все, о чем будет идти речь в статье, давно описано Эйнштейном в рамках его теории ОТО, так что если у кого будет желание возражать, то будем вместе разбираться, вдруг Эйнштейн ошибся.
Итак, давайте сразу оговорим, что в статье под скоростью света подразумевается именно СКОРОСТЬ, равная той, с которой свет распространяется в вакууме относительно наблюдателя, а не сам свет (фотоны), который преодолевает некое расстояние за определенное время. Эйнштейн, в своей теории увязал между собой пространство и время, а главное, он указал на зависимость между ними объединив их в одно понятие. Такое объединение (в виде четырехмерного пространства) представило нам следующую картину. Любой объект (или частица) может двигаться с разной скоростью во времени (ход его часов) и в пространстве, но, существует четко определенная зависимость между скоростью движения в пространстве и скоростью времени для самого объекта. Чем быстрее объект движется в пространстве, тем медленнее он движется во времени по его собственным часам.
Ниже, такая зависимость, будет показана с помощью двух моделей.
В первой модели зависимость можно изобразить следующим образом.
Как видно, если что либо движется в пространстве со скоростью света, то его собственное время замедляется до полной остановки, если же, что либо не движется в пространстве вообще, то время, для него, летит с максимальной своей скоростью.
По сути, когда мы рассматриваем движение в пространстве-времени (4-х мерном), то все что мы можем наблюдать (любой объект) всегда движется со скоростью света. В таком пространстве не бывает скорости иной, чем скорость света. При этом, одна секунда - это такое же расстояние в направлении времени, как и 300000 км в направлении пространства. Да, оно также велико. Согласно теории относительности, с возрастанием скорости движения в пространстве, наблюдатель обнаружит сжатие всех объектов, к которым он приближается, почему, разберем позже. А ведь если объект движется с малой скоростью в пространстве, либо вовсе неподвижен, то с той же логикой 1 секунда для него будет казаться слишком короткой (сжатой), что мы и наблюдаем, двигаясь с около световой скоростью в направлении времени. Например, фотон света, летящий в космосе, совершенно по-другому воспринимает одну секунду. Пролетев, со скоростью света сквозь хоть целую галактику, он так и не дождется своей следующей секунды, и даже более, она для него бесконечно длинная. Чтоб легче было представить себе то парадоксальное утверждение, что одна секунда равна 300000 км достаточно подойти к равности с такой стороны: пусть любая частица, это некое количество следующих друг за другом, по цепи, событий (t). При этом каждое следующее событие может происходить либо в направлении пространства, тогда мы будем наблюдать движение частицы, либо в направлении времени, тогда частица будет наблюдать ход часов. Так, цепочка из t событий в пространстве даст нам 300000 км, а та же цепочка, растянутая во времени даст нам 1 секунду.
Ниже попробую с помощью иной модели графически изобразить, как связана скорость движения во времени и в пространстве.
Допустим, мы имеем обруч, который вращается один оборот в секунду. То есть частота вращения обруча это его время. Длина обруча составляет 300000 км. Хотя такая огромная длинна и кажется слишком большой, но это всего лишь 1 секунда.
Возьмем на обруче любую точку. Такая точка движется со скоростью света. А именно 300000 км за один оборот, а если точнее, то одна секунда в секунду наблюдателя. Перемещая обруч в пространстве, мы обнаружим, что он начнет замедлять обороты. Так, с увеличением скорости перемещения, его собственное время (обороты) будет замедляться ровно на столько, чтоб точка на нем так и продолжала двигаться с постоянной скоростью. По сути, при изменении скорости движения обруча, все его точки не меняют своей скорости в четырехмерной среде по отношению к стороннему наблюдателю, а меняют только направление своего движения. Так длинна дуги l, которую описала выбранная точка будет равна все тем же 300000 км, ли той же одной секунде. У фотона, эта дуга является прямой.
Что же такое энергия в данном случае? Энергия, это всего лишь мера измерения угла, на который отклонилась траектория полета наблюдаемой точки (или всех точек одновременно). И эта мера не является линейной. Как связаны энергия и масса разберем далее, когда будем выяснять, что же такое масса.
Итак, раз энергия - это изменение направления полета, то скорость света превысить с помощью энергии не получиться так, как она, скорость, всегда одинакова (цепь из t событий), а свет летает с такой скоростью в пространстве потому, что находится в крайней позиции и никак не двигается в направлении времени по собственным часам.
Занимательная физика. Часть вторая. Гравитация....
Всех вам благ.
Борис.
- 10 технологических прорывов от Билла Гейтса
- Нью-Йоркское креативное агентство создало голос, который не принадлежит ни мужчине, ни женщине
- Nasa поделились фотографией русского священника в куртке с надписью: духовник "Роскосмоса"
- NASA готовит первый в истории выход женского экипажа в открытый космос
- Австралийцы назвали новый вид динозавра в честь корабля