Занимательная физика. Часть первая. Скорость света и почему ее не нельзя превысить
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.
100 комментариев
6 лет назад
Удалить комментарий?
Удалить Отмена6 лет назад
Если очень коротко - максимальная скорость распространения взаимодействий равна скорости распространения света в вакууме. Безо всяких математических выкладок просто логически следует, что скорость с которой может двигаться тело относительно какой либо системы отсчета не может превышать скорость тела.
Время в первой системе отсчета будет замедляться относительно второй системы отсчета, при условии, что первая движется относительно второй. То есть время тоже относительно.
Все намного проще, не стоит раздувать слона.
Откуда берутся такие популяризаторы науки? Если б я ляпнул "движется относительно пространства" на меня грянули бы все кары небесные. А здесь человек спокойно вещает и ему ничего за это нет.
Удалить комментарий?
Удалить Отмена6 лет назад
Удалить комментарий?
Удалить Отмена6 лет назад
А "безотносительно" не имеет смысла. Что значит "безотносительно". Любое изменение материи происходит относительно материи. Иначе как Вы проведете измерения?
Пространство не линейно. Еще один тезис, который поможет разобраться, что же на самом деле происходит.
Эйнштейн нарисовал свою картину, Вы вольны рисовать свою, главное она не должна расходится с практикой. Все эти изменения масс, времен, протяженностей имеют место в природе. Физик пишет уравнения, Вы как гуманитарий напишете поэму, которая раскроет законы материи. У Вас будет своя физика, отличимая от релятивисткой лишь формой.
Удалить комментарий?
Удалить Отмена6 лет назад
Удалить комментарий?
Удалить Отмена6 лет назад
Удалить комментарий?
Удалить Отмена6 лет назад
Хорошо, если уже на то пошло, то давайте пофилософствуем.
В далеких-далеких галактиках, где время меняется с пространством, две далекие-далекие точки этих галактик движутся друг относительно друга быстрее скорости света, массы материй друг относительно друга равны двум бесконечностям (нет пяти, а лучше десяти или ста), понедельник встречается с воскресеньем и никто не знает идти ему на работу или жарить шашлыки, ум заходит за разум, а квартплата равна дохриллиону рублей, потому что пространство уплотнилось до состояния материи, а время растянулось и порвалось пополам.
Удалить комментарий?
Удалить Отмена6 лет назад
Хорошо, может быть вы проясните для меня такой пример: есть два фотона (они ведь способны двигаться со скоростью 300тыс км\с, так?), вылетевших из одной точки в разных направлениях. Если мы хотим измерить скорость одного из фотонов относительно другого, то получится, что она в два раза выше скорости света? Или что, физики в таком случае говорят, что для фотона А фотон Б вообще не существует?
Удалить комментарий?
Удалить Отмена6 лет назад
формально всё правильно - вы получите сумму скоростей. для внешнего наблюдателя сстема из 2х разлетающихся фотонов расширяется в 2 раза быстрее скорости света. Сами же фотоны летят со скростью света. просто потому что для фотона понятия скорости вообще не применимо без внешнего наблюдения. Потому как скорость это пройденное расстояние за время . А для фотона время всегда нулевое. Фотон прилетает к цели в тот же момент когда родился по его ( фотона ) времени.
Удалить комментарий?
Удалить Отмена6 лет назад
Вы опять скажете, что я издеваюсь, а я даю ответ на Ваш вопрос, просто хочу, чтобы Вы немного подумали.
Если хотите читайте дальше.
Фотон в вакууме движется со скоростью света (тавтология получилась), и для фотона время остановилось, для него нет такого измерения как время. Он существует бесконечно в каждой точке своего пути (а значит все что его окружает находится в покое), и дискретно (если бы его изменение было линейным, то мы бы получили нарушение законов СТО) меняет свое положение, в котором (для него ) вселенная опять же статична, существует в этом положении бесконечность, и переходит в следующее положение.
Что свихнуться можно? Лучше не будьте фотоном, давайте будем человеками.
Физика при своем развитии опирается на уже известное, обретает новое, и известное как правило оказывается частным случаем нового. Классическая физика - частный случай релятивисткой физики, а релятивисткая физика - частный случай теории жизни фотона, которую мы с Вами только что разработали.
Удалить комментарий?
Удалить Отмена6 лет назад
Удалить комментарий?
Удалить Отмена