Все знают, что согласно ТО время на скорости света должно идти медленнее, но никто не сможет объяснить почему? Я несколько раз вчитывался ТО, и там суть примерно такая "разные системы отсчёта", но никто никогда не сможет проверить, как эти разные системы отсчёта влияют на биологические часы. Согласно ТО предполагалось, что отсутствие гравитации должно замедлять биологические часы, но у космонавтов такого замедления не замечено. В принципе, если верна и Библейская хронология и биогенная теория происхождения нефти, то хим процессы на Земле раньше могли протекать быстрее.
Ваша логическая ошибка заключается в фразе "Все знают" :-) Года два назад был шум по поводу того что в адронном коллайдере частицы были разогнаны свыше скорости света. Условия и результаты поставленного эксперимента были в открытом доступе и ученое сообщество помогло найти ошибку в выводах: не было учтена влияние ТО на систему GPS, которая использовалась для синхронизации времени. И еще в копилку про космос: теория ТО и возникла из-за того что астрономические измерения движения небесных тел не укладывалась в классическую ньютоновскую теорию.
Выбрал вариант ответа "сумею в общих чертах" есличто.
Внезапно, в излучении Черенкова идет речь о скорости света в среде, а не в вакууме. Когда будет зарегистрировано превышение скорости света в вакууме, это будет сенсация в научном мире.
Это да. Но вряд-ли зарегистрируют. Правда, вроде были попытки передачи информации при помощи квантовой запутанности, вроде там можно и обогнать скорость света.
>> Года два назад был шум по поводу того что в адронном коллайдере частицы были разогнаны свыше скорости света.
Не в коллайдере, а в эксперименте, в котором поток нейтрино создается на ускорителе в ЦЕРНе, а затем измеряется в 700 км от ЦЕРНа, по другую сторону Альп.
>> не было учтена влияние ТО на систему GPS, которая использовалась для синхронизации времени.
Там проблема была немного в другом: при расчете времени обнаружения нейтринного события в Италии не учитывалась небольшая задержка сигнала в оптоволоконном кабеле (точнее не самом кабеле, а контакте, на конце кабеля).
Нет. ТО возникла потому, что электромагнетизм противоречил принципу относительности Галилея в классической механике. Попытки изменить электромагнетизм так, чтобы он не противоречил, ни к чему не привели. Эйнштейн изменил принцип относительности Галилея.
>> Все знают, что согласно ТО время на скорости света должно идти медленнее, но никто не сможет объяснить почему?
Потому что возникает вопрос о синхронизации часов в разных движущихся друг относительно друга системах отсчета. В обычной, ньютоновской механике по умолчанию предполагается, что время везде одинаково, оно абсолютно. В СТО это ставиться под сомнение, и вместо этого детально рассматривается вопрос, как в принципе можно синхронизировать часы в движущихся системах отсчета. Оказывается, из-за конечности скорости передачи сигналов, все процессы (включая биологические), из СО, движущейся относительно наблюдателя, будут казаться замедленными.
>> но никто никогда не сможет проверить, как эти разные системы отсчёта влияют на биологические часы.
В принципе, влияние на биологические часы тоже можно померить. Проблема в том, чтобы разогнать биологические тела до скорости, близкие к скорости света.
>> Согласно ТО предполагалось, что отсутствие гравитации должно замедлять биологические часы, но у космонавтов такого замедления не замечено.
Не "отсутствие гравитации", а сразу два эффекта: движение со скоростью ~ 8 км/с по орбите и нахождение в немного более слабом гравитационном поле (из-за большего расстояния до центра Земли). Оба эффекта очень слабые для каких-то значимых замедлений биологических процессов. С другой стороны, оба эффекта необходимо учитывать для сверхточного измерения времени, например, в GPS.
Вопрос "почему" по отношению к тому, как устроен мир, несколько своеобразен. Обычно на него можно ответить только "потому!". Если же вопрос касается не собственно мироустройства, а теории, то тут возможны два различных вопроса: почему из определённых исходных допущений (аксиоматики) теории логически следует необходимость такого вывода, или же почему мы уверены, что эту аксиоматику и выводы из неё будет корректно прилагать к нашему реальному миру. Вас какой из этих вопросов интересует?
Представьте себе проволоку, по которой течет электрический ток - т.е. положительно заряженная решетка, через которую движутся отрицательно заряженные частицы. Это движение частиц создает магнитное поле (так работают все электромагниты в мире). Пусть одна-единственная отрицательно заряженная частица движется в том же направлении, что и отрицательно заряженные частицы в проволоке и с той же скоростью. В системе отсчета решетки, магнитное поле притягивает одинокую частицу. В системе же отсчета одинокой частицы, она неподвижна, и отрицательно заряженные частицы в проволоке неподвижны, а движется положительно заряженная решетка. Это движение решетки создает магнитное поле, которое, однако, не действует на одинокую частицу, так как магнитное поле действует только на движущиеся заряды, а на неподвижные не действует, и одинокая частица не притягивается. Но принцип относительности Галилея в классической физике говорит, что все законы природы должны быть одинаковыми, если менять равномерно и прямолинейно движущиеся системы отсчета (а в мысленном эксперименте с проволокой и одинокой частицей все движение - равномерно и прямолинейно). Парадокс!
Решение 1. Принцип относительности Галилея применим только к механике, а к электромагнетизму неприменим. Для электромагнетизма существует абсолютная система отсчета под названием "эфир", и все расчеты сил должны вестись в этой системе отсчета.
Проблема с решением 1. Эфир никто не смог обнаружить.
Решение 2. Принцип относительности Галилея применим и к механике, и к электромагнетизму, но нужно изменить кое-какие законы механики. В частности, движущиеся предмети сжимаются в направлении движения. В случае с проволокой и частицей, когда мы переходим от системы отсчета решетки к системе отсчета частицы, то отрицательно заряженные частицы в проволоке, которые перестают двигаться, становятся менее плотными, а положительно заряженная решетка, которая начинает двигаться, становится более плотной. В системе отсчета одинокой частицы, проволока будет нести положительный электрический заряд на единицу длины. Одинокая частица будет притягиваться к решетке - но она будет считать, что ее притягивает электрическое поле, а не магнитное!
Это решение и лежит в основе СТО. Объект, движущийся со скоростью v, сжимается до величины √(1-v^2/c^2), где c - скорость света.
Возражение. Но ведь в электромагнетизме скорость света постоянная, 300 тысяч км/с. Если длина космического корабля 300м, то что мешает пилоту измерить, проходит ли свет от носа до кормы за 1 микросекунду или за 0,5? Тем самым он может узнать, неподвижен ли его корабль относительно эфира или движется со скоростью v = √3/2 c.
Ответ на возражение. Измерить чем? Часами? Так ход времени в движущемся объекте тоже замедляется на то же значение, и пилот получит ту же 1 микросекунду.
>Это движение решетки создает магнитное поле, которое, однако, не действует на одинокую частицу, так как магнитное поле действует только на движущиеся заряды, а на неподвижные не действует, и одинокая частица не притягивается.
Так ведь точка относительно поля все же движется, почему мы зацикливаемся на т.отсчета относительно частицы? Нас же интересует притягивает ли частицу поле.
Магнитное поле не является системой отсчета; поэтому нельзя сказать, движется частица или не движется относительно поля. И в системе отсчета решетки, и в системе отсчета частицы поле постоянное во времени и в пространстве (на одинаковом удалении от проволоки).
Нас интересует, притягивает ли частицу поле, и в разных системах отсчета ответ на этот вопрос разный. Этим магнетизм отличается от электричества и гравитации: электрическое притяжение и отталкивание зарядов и гравитационное притяжение масс одинаковое в разных системах отсчета. Значит, либо существует абсолютная система отсчета "эфир", относительно которой нужно делать все расчеты, либо нужно менять наши представления о законах природы. Эфир никто не смог обнаружить; значит, нужно менять наши представления о законах природы.
А этот вопрос я не понимаю. Электромагнетизм - это реальный мир. В любом электрическом моторе статор создает магнитное поле, которое действует на движущиеся заряды в роторе. Я в детстве любил разбирать игрушечные моторчики; там статор был из постоянных магнитов, а во взрослых моторах он обычно из электромагнитов. И электромагнетизм несовместим с классической механикой, и требует СТО.
Вообще-то успех первого варианта в первом вопросе зависит в немалой степени от того, кому объяснять. Объяснить легко можно только тому, кто и сам уже понимает почти всё. Боюсь, что выбравшие этот вариант обманываются.
Пример про проволоку и заряженную частицу я прочитал во 2м томе Фейнмановских лекций по физике, когда мне было лет 19. Именно благодаря этому примеру я стал понимать смысл СТО. Объяснение гравитационного замедления времени я прочитал буквально год-два назад.
Когда-то мне рассказали о деве, которая прочитала книжку "Теория вероятности для миллионов" и сказала: "А нет ли книжки "Теория вероятности для миллиардов"?" Это была примерно я. Но у меня физическая шишка в организме отсутствует, я больше химию всегда любила и понимала.
![[identity profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/openid.png){kind=small}
![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png)
branchandroot
no subject
Date: 2015-03-16 10:47 am (UTC)no subject
Date: 2015-03-16 11:01 am (UTC)В принципе, если верна и Библейская хронология и биогенная теория происхождения нефти, то хим процессы на Земле раньше могли протекать быстрее.
no subject
Date: 2015-03-16 11:58 am (UTC)Года два назад был шум по поводу того что в адронном коллайдере частицы были разогнаны свыше скорости света. Условия и результаты поставленного эксперимента были в открытом доступе и ученое сообщество помогло найти ошибку в выводах: не было учтена влияние ТО на систему GPS, которая использовалась для синхронизации времени.
И еще в копилку про космос: теория ТО и возникла из-за того что астрономические измерения движения небесных тел не укладывалась в классическую ньютоновскую теорию.
Выбрал вариант ответа "сумею в общих чертах" есличто.
no subject
Date: 2015-03-16 02:17 pm (UTC)no subject
Date: 2015-03-16 02:25 pm (UTC)Когда будет зарегистрировано превышение скорости света в вакууме, это будет сенсация в научном мире.
no subject
Date: 2015-03-16 02:29 pm (UTC)no subject
Date: 2015-03-16 02:20 pm (UTC)Не в коллайдере, а в эксперименте, в котором поток нейтрино создается на ускорителе в ЦЕРНе, а затем измеряется в 700 км от ЦЕРНа, по другую сторону Альп.
>> не было учтена влияние ТО на систему GPS, которая использовалась для синхронизации времени.
Там проблема была немного в другом: при расчете времени обнаружения нейтринного события в Италии не учитывалась небольшая задержка сигнала в оптоволоконном кабеле (точнее не самом кабеле, а контакте, на конце кабеля).
no subject
Date: 2015-03-16 02:27 pm (UTC)no subject
Date: 2015-03-16 07:38 pm (UTC)no subject
Date: 2015-03-16 02:14 pm (UTC)Потому что возникает вопрос о синхронизации часов в разных движущихся друг относительно друга системах отсчета. В обычной, ньютоновской механике по умолчанию предполагается, что время везде одинаково, оно абсолютно. В СТО это ставиться под сомнение, и вместо этого детально рассматривается вопрос, как в принципе можно синхронизировать часы в движущихся системах отсчета. Оказывается, из-за конечности скорости передачи сигналов, все процессы (включая биологические), из СО, движущейся относительно наблюдателя, будут казаться замедленными.
>> но никто никогда не сможет проверить, как эти разные системы отсчёта влияют на биологические часы.
В принципе, влияние на биологические часы тоже можно померить. Проблема в том, чтобы разогнать биологические тела до скорости, близкие к скорости света.
>> Согласно ТО предполагалось, что отсутствие гравитации должно замедлять биологические часы, но у космонавтов такого замедления не замечено.
Не "отсутствие гравитации", а сразу два эффекта: движение со скоростью ~ 8 км/с по орбите и нахождение в немного более слабом гравитационном поле (из-за большего расстояния до центра Земли). Оба эффекта очень слабые для каких-то значимых замедлений биологических процессов. С другой стороны, оба эффекта необходимо учитывать для сверхточного измерения времени, например, в GPS.
no subject
Date: 2015-03-16 03:24 pm (UTC)no subject
Date: 2015-03-16 03:39 pm (UTC)no subject
Date: 2015-03-16 08:19 pm (UTC)Представьте себе проволоку, по которой течет электрический ток - т.е. положительно заряженная решетка, через которую движутся отрицательно заряженные частицы. Это движение частиц создает магнитное поле (так работают все электромагниты в мире). Пусть одна-единственная отрицательно заряженная частица движется в том же направлении, что и отрицательно заряженные частицы в проволоке и с той же скоростью. В системе отсчета решетки, магнитное поле притягивает одинокую частицу. В системе же отсчета одинокой частицы, она неподвижна, и отрицательно заряженные частицы в проволоке неподвижны, а движется положительно заряженная решетка. Это движение решетки создает магнитное поле, которое, однако, не действует на одинокую частицу, так как магнитное поле действует только на движущиеся заряды, а на неподвижные не действует, и одинокая частица не притягивается. Но принцип относительности Галилея в классической физике говорит, что все законы природы должны быть одинаковыми, если менять равномерно и прямолинейно движущиеся системы отсчета (а в мысленном эксперименте с проволокой и одинокой частицей все движение - равномерно и прямолинейно). Парадокс!
Решение 1. Принцип относительности Галилея применим только к механике, а к электромагнетизму неприменим. Для электромагнетизма существует абсолютная система отсчета под названием "эфир", и все расчеты сил должны вестись в этой системе отсчета.
Проблема с решением 1. Эфир никто не смог обнаружить.
Решение 2. Принцип относительности Галилея применим и к механике, и к электромагнетизму, но нужно изменить кое-какие законы механики. В частности, движущиеся предмети сжимаются в направлении движения. В случае с проволокой и частицей, когда мы переходим от системы отсчета решетки к системе отсчета частицы, то отрицательно заряженные частицы в проволоке, которые перестают двигаться, становятся менее плотными, а положительно заряженная решетка, которая начинает двигаться, становится более плотной. В системе отсчета одинокой частицы, проволока будет нести положительный электрический заряд на единицу длины. Одинокая частица будет притягиваться к решетке - но она будет считать, что ее притягивает электрическое поле, а не магнитное!
Это решение и лежит в основе СТО. Объект, движущийся со скоростью v, сжимается до величины √(1-v^2/c^2), где c - скорость света.
Возражение. Но ведь в электромагнетизме скорость света постоянная, 300 тысяч км/с. Если длина космического корабля 300м, то что мешает пилоту измерить, проходит ли свет от носа до кормы за 1 микросекунду или за 0,5? Тем самым он может узнать, неподвижен ли его корабль относительно эфира или движется со скоростью v = √3/2 c.
Ответ на возражение. Измерить чем? Часами? Так ход времени в движущемся объекте тоже замедляется на то же значение, и пилот получит ту же 1 микросекунду.
Это объяснение понятно?
no subject
Date: 2015-03-18 03:34 pm (UTC)>Это движение решетки создает магнитное поле, которое, однако, не действует на одинокую частицу, так как магнитное поле действует только на движущиеся заряды, а на неподвижные не действует, и одинокая частица не притягивается.
Так ведь точка относительно поля все же движется, почему мы зацикливаемся на т.отсчета относительно частицы? Нас же интересует притягивает ли частицу поле.
no subject
Date: 2015-03-18 03:59 pm (UTC)Нас интересует, притягивает ли частицу поле, и в разных системах отсчета ответ на этот вопрос разный. Этим магнетизм отличается от электричества и гравитации: электрическое притяжение и отталкивание зарядов и гравитационное притяжение масс одинаковое в разных системах отсчета. Значит, либо существует абсолютная система отсчета "эфир", относительно которой нужно делать все расчеты, либо нужно менять наши представления о законах природы. Эфир никто не смог обнаружить; значит, нужно менять наши представления о законах природы.
no subject
Date: 2015-03-18 03:36 pm (UTC)no subject
Date: 2015-03-18 04:01 pm (UTC)no subject
Date: 2015-03-16 11:32 am (UTC)no subject
Date: 2015-03-16 11:56 am (UTC)Скорее, речь идет 0.01%
no subject
Date: 2015-03-16 12:03 pm (UTC)no subject
Date: 2015-03-16 12:26 pm (UTC)"теория относительности заключается в том, что все в мире относительно"
no subject
Date: 2015-03-16 12:35 pm (UTC)no subject
Date: 2015-03-16 08:20 pm (UTC)no subject
Date: 2015-03-17 02:48 am (UTC)no subject
Date: 2015-03-16 12:44 pm (UTC)no subject
Date: 2015-03-16 12:57 pm (UTC)При таком то результате вывод номер 1, а при таком то - номер 2
no subject
Date: 2015-03-16 01:18 pm (UTC)no subject
Date: 2015-03-16 03:57 pm (UTC)no subject
Date: 2015-03-16 06:50 pm (UTC)Это была примерно я.
Но у меня физическая шишка в организме отсутствует, я больше химию всегда любила и понимала.