Александр Чирцов - итоги по теории относительности

Ума не приложу, как двумя вращениями не более чем на 90 градусов вокруг z и y повернуть хотя бы орт х хотя бы в -x? И это точно касается поворотов пространства а не поворотов вектора?
Я в силу работы с поворотами сталкиваюсь часто, если вы мне подскажете, как двумя короткими числами описать произвольный поворот трехмерного пространства, я буду очень благодарен!!

Про стержень в сарае и дверцы будет понятнее так описать:

В дверях сарая стоят два лазерных детектора. Если луч лазера перекрыт, то на бомбу, стоящую в центре сарая, отправляется по проводу сигнал. Если на бомбу приходят одновременно два сигнала от двух дверей, бомба взрывается.

В такой схеме не надо постулировать, что двери хлопают одновременно с фантастической скоростью. И распространения сигнала быстрее скорости света тоже не требуется.

Для наглядности можно взять стержень длиннее сарая, чтобы при некоторой скорости взрыв не происходил, а при более медленной происходил.

С другой стороны, это просто другая интерпретация примера с вагоном и лампочкой по центру.

Кому: ЧГКшник, #2

Прекрасный вариант! Спасибо....

Кому: GrUm, #1

Загляните сюда:
https://www.youtube.com/watch?v=R0WaKL4LLaI&list=PLqdhXM8ko4WEFhN5uw8lFnR1jM9MfZgzm&index=22...

Пусть стержень пересекает два луча. Два набора фотодатчиков, один на стержне, второй в сарае. С точки зрения сарая будет момент, когда оба луча достигнут датчиков сарая, в момент прохождения стержня. А с точки зрения стержня получится, что оба луча будут освещать его одновременно, в момент прохождения сарая.
Так или нет?
А если лучи заменить на вращающиеся перпендикулярно ножи.
Кстати, какая может быть предельная скорость вращения в принципе?


Кому: alex_chirtsov, #3

Добрый день!
Помогите, пожалуйста, разобраться с парадоксом "разной последовательности событий" на примере мюонов из прошлой лекции.
Допустим, первый наблюдатель стоит на земле и держит в одной руке часы, а в другой руке мюон. В это же время мимо него пролетает второй наблюдатель со скоростью, близкой к скорости света, тоже с часами в одной руке и с мюоном в другой. Далее, через 1 микросекунду (мкс), первый экспериментатор обнаружит, что мюон в его руке распался, а у пролетающего мимо него второго наблюдателя ещё нет, так как на его часах микросекундная стрелка показывает, допустим, 0.1 мкс.
Но, с точки зрения второго наблюдателя, первый экспериментатор со своим мюоном тоже движется относительно него со скоростью близкой к скорости света, но только в противоположную сторону. И, когда часы в системе отсчёта, связанной со вторым наблюдателем, покажут 0.1 мкс, то на первых часах будет значение не 1 мкс, как в системе отсчёта первого наблюдателя, а 0.01 мкс.

Вопрос: а как в "объективной реальности" всё на самом деле происходит? Под "объективной реальностью" я имею ввиду, что в какой-то определённый момент времени все объекты во вселенной располагаются друг относительно друга строго единственным образом. А в эксперименте с мюонами у нас две реальности: когда вторые часы показывают 0.1 мкс, то первые часы могут показывать как 1 мкс, так и 0.01 мкс, в зависимости от того, где находишься. А где же на самом деле находится стрелка первых часов, когда стрелка вторых часов показывает 0.1 мкс?

Кому: bueval, #5

Ничего не понять: откуда "лучи", куда направлены? Если свет чего-то долстигает - т о это не стиационарные лучи, а вспышки. Где стоят датчики? Ничего не понятно...

Добрый вечер!
Во-первых, Ваше описание событий выглядит весьма некорректным, поскольку в конце третьего абзаца Вы говорите о показании часов у первого наблюдателя 1 мкс и 0.01 мск, не уточняя, с чьей точки зрения эти показания регистрируются. Если с точек зрения разных наблюдателей - все хорошо и нет никаких проблем. Это один из несколько необычных для НЕФИЗИМКОВ простых результатов ТО. К этому надо привыкнуть... :)

Ну вот, опять - двадцать пять, "на самом деле"... А то это такое Ваше "самое дело"? Как Господь Бог задумывал? Как Генеральный программист тех-задание написал? Или как Вам в Вашем индивидуальном сне снится? :). Это все не к нам - не к физикам. Это - к философам, только вряд ли они что-нибудь разумное скажут...

Можно Вам немного нетактичный вопрос задать? А Вы прошлые-то лекции смотрели? Когда я пример с двумя деревьями одинаковой высоты приводил в качестве прививки для формирования иммунитета от желаний задавать вопрос, "а как на самом деле"? Одному наблюдателю кажется, что вершина елки видна под большим углом, чем вершина сосны. А другому- наоборот. А как "на самом деле" - не указав наблюдателя спрашивать бессмысленно. И ведь тогда никто не поднимал тревоги по поводу того, а как быть с объективностью.
Или другой пример. Про эффект Доплера слышали? Шуба у Деда Мороза с его точки зрения желтого цвета. Пусть Дед мороз помчался с релятивистской скоростью. Тогда те, от кого он убегает увидят шубу красного цвета, а к кому он приближается - синего. Так каков цвет шубы на самом деле? Для разных наблюдателей по-разному. (использована известная шутка Физтеховцев: «Почему у одних Дедов Морозов шубы красные, а у других – синие? ----- Они у всех них желтые, просто половина Дедов бежит к вам, а другая половина – от вас..»). Цвет объекта - понятие относительное. Как и длительность периода колебаний маятника часов. Впрочем, цвет - это не более, чем период (частота) колебаний электромагнитного поля...

Вы хотите объективности, а выдумали для себя свой субъективный мир, в котором время абсолютно и в какой-то "определенный момент времени" (для кого определенный, кем определенный?) все объекты Вселенной располагаются друг относительно друга (а что значит "располагаться друг относительно друга"?) определенным образом? Разве наш мир таков? Если наблюдатель встанет в одном месте, то для него дом закроет дерево, а если в другом - то крона дерева закроет дом. Расположение наблюдателя, дома и кроны дерева " друг относительно друга" определены и одинаковы для всего мира?

Вам хочется получать абсолютные, т.е. не зависящие от выбора наблюдателя ответы на придуманные Вами вопросы, а мир устроен так, что таких ответов не существует. Как Вы думаете, есть ли миру какое-нибудь дело до того, чего Вы хотите, а что вызывает у Вас раздражение? ----- Если мир существует не только в Вашей голове, то думаю, что тему (миру) на Вас по больтшому счету наплевать. Хотя, разумеется, я могу и ошибаться... :)

А почему видео в разделе English? Это ж Наука.

Кому: ЧГКшник, #2

я тоже подумал про лазеры. Так поясните, что произойдет в такой системе. Кажется, что по мнению стержня будет событие одновременного перекрытия лазеров.

Кому: alex_chirtsov, #8

А что если времени нет? То есть совсем нет, оно не существует. А есть некоторая константная "производительность вселенной". И когда нечто движется со скоростью близкой к скорости света вселенная не успевает провести вычисления для этого объекта и его время замедляется. Так же это объясняет почему время замедляется рядом с массивными объектами, и почему скорость света в вакууме постоянна. Впрочем, это только гипотеза.

https://youtu.be/EiUy8aJJKOQ

астрофизик на "ученые против мифов" о "большом взрыве"

Спасибо, очень интересно. Математика понятная, но "бытовое" сознание это принимать отказывается, к сожалению.

Понимаю, что следующий вопрос не относится к СТО, но не могу не спросить.

Допустим мы стоим с часами, мимо нас по рельсам несётся вагон с другими часами. Рельсы длиной 100 километров, в начале и в конце пути бетонные стены, от которых вагон упруго отскакивает раз за разом.

Что будет с часами в вагоне с нашей точки зрения? А наоборот?
Что будет, если пути длиной не 100, а 200 километров, то есть, он отскакивает в два раза реже при той же скорости?

И ещё вопрос по теме.

Допустим, у нас есть очень, очень много синхронных часов. Мы аккуратно расположили их вдоль прямой, так, что, скажем, расстояние между соседними составит по 100000 километров. Ну или сначала расположили, а потом синхронизировали. Это же возможно?

Теперь на корабле, который быстро летит вдоль этой прямой конструируем такие же часы, после чего запускаем их и синхронизируем с первыми же пролетаемыми "покоящимися" часами. Далее мы из корабля каждый раз фотографируем одновременно корабельные и пролетаемые "покоящиеся" часы.

По идее, фотографии из корабля будут показывать, что на корабельных часах времени больше, и чем больший номер фотографии, тем более разница.
Но если наоборот, фотографировать из системы отсчёта "покоящихся" часов, то время показываемое корабельными часами будет меньше.

Как это разрешить?

Кому: Che42, #11

Гипотезы должны позволять что-то рассчитывать и получать какие-то конкретные результаты. Что полезного дает Ваша гипотеза?

Кому: technolog, #
Часы разобьются или (в лучшем случае) безнадежно сломаются ;). А вот если вагон будет тормозиться и переразгоняться плавно, то, каждый раз при его проезде мимо наблюдателя тот будет видеть, что часы в вагоне все более и более безнадежно отстают...

Кому: technolog, #14
Очень хороший вопрос! :). Я примерно знаю, как на него отвечать, но будет правильнее, если мы попытаемся сформулировать правильный ответ вместе. Согласны?
Итак, Вы написали, что у нас имеется много одинаковых часов, неподвижных друг относительно друга и относительно нас, которые расположены на равном расстоянии друг от друга вдоль прямой линии. Так?
Далее, Вы пишите, ч то Вы их синхронизовали. Что это значит? Что конкретно Вы сделали? Поверьте, я думаю, что это важно...
Далее Вы пишете, что синхронизируете часы на летящем корабле с одними из часов (давайте назовем их "часы №0" ). Это что значит? Что конкретно Вы сделали?
Мне кажется, что употребляя слово "синхронизовать" два раза, Вы подразумеваете совершенно различные свои действия. Или я ошибаюсь?

Кому: alex_chirtsov, #17

> Я примерно знаю, как на него отвечать, но будет правильнее, если мы попытаемся сформулировать правильный ответ вместе. Согласны?

Чем больше я над всем этим думаю, тем меньше понимаю. Такое чувство, что я где-то исхожу из ложных предпосылок. Подозреваю, что надо уже что-то написать, чтобы дать голове отдохнуть.

Итак, у нас есть часы номер 0 на летящем корабле. И есть часы 1,2,3,4... которые "висят неподвижно" вдоль прямой. Корабль летит вдоль этой прямой так, что номер пролетаемых часов увеличивается. Для простоты предлагаю скорость света взять 300 000 км/с, расстояние между "висящими" часами 300 000 км/с, скорость корабля 150 000 км/с. Путь на часах есть только секундная стрелка.

Как мы синхронизируем "неподвижные часы". Сходу придумал 5 вариантов.
1) Собираем их в одном месте, убеждаемся, что они в один и тот же момент показывает одинаковое время и имеют одинаковую скорость хода. Потом загружаем их в корабль и развозим их вдоль прямой. Подозреваю, что делать так в рамках СТО нельзя, поскольку такого рода размещение подразумевает ускоренное и замедленное движение часов в пространстве.
2) Конструируем их на месте, затем в 00 по часам N1 пускаем луч света (извините, не могу привыкнуть к термину "вспышка света") от часов 1 в сторону часов 2 и далее. Часы 2 получая сигнал ставят стрелки в 01 секунды, часы 3 в 02 и так далее.
3) То же, что в варианте 2, но луч света бежит от часов с большим номером к меньшему. Часы номер 2 получают сигнал и ставят время 59 секунд, часы номер 1 получают сигнал и ставят 00.
4) Стреляем из пушки рядом с часами 1 вдоль прямой. Скорость снаряда пусть будет 150 000 км/с. Часы 2 заметив пролетающий снаряд ставят время в 02 и так далее.
5) Стреляем из пушки вдоль прямой в обратную сторону, так что снаряд пролетает от часов с большим номером к часам с меньшим.

Очевидно (хм...) способы 2,3,4 и 5 дадут одинаковый результат в плане синхронизации часов.

Под "синхронизацией" корабельных часов я подразумевал следующее: пролетая мимо часов номер 1 мы выставляем стрелки в те же положения.


Теперь самое интересное:

Рассмотрим способы 2,3,4 и 5 с точки зрения корабля, который как раз пролетает мимо часов 1, пока эти способы реализуются. Итак:

2) За 2 секунды корабля луч света преодолеет 600 000 км, но поскольку часы 1 летят ему навстречу с половиной скорости света, то сигнал окажется как раз у часов 4, оказавшись на удалении в 900 000 км от часов 1. Это значит, что когда часы 4 покажут 03 секунды, с точки зрения часов 0 прошло 2 секунды. При этом, через 02 секунды корабля сам корабль как раз будет пролетать мимо часов 2, которые должны будут показать время 01, как мы помним. Хорошо, допустим... Хотя, насколько я помню, соотношение неправильное.

3) Итак, свет распространяется навстречу кораблю, и он догоняет пролетающие мимо часы 2, потом 1. Поскольку часы сами летят нам навстречу с половиной скорости света, через 2 корабельные секунды сигнал оказавшийся рядом с часами 2 догонит часы 1. То есть, опять, за 02 секунды корабля с его точки зрения в часах 1..2 пройдёт 1 секунда.

4) Снаряд, который выстреливают в 00 почасам 1 рядом с часами 1, причём как раз в этом же месте и в это же время пролетал и корабль (точнее, очень близко, так чтобы не пересечься со снарядом). Снаряд будет неподвижен относительно корабля. Когда он достигнет часов 2, те покажут время 02, и корабельные часы тоже покажут время 02 там же и тогда же. Как так?

5) Снаряд летит нам навстречу со скоростью 150 000 + 150 000 ... получается со скоростью света. Опять что-то не то.

Собственно, у меня несколько вопросов:

Где ошибки в рассуждениях по способам синхронизации 2,3 и 4?

Каков правильный порядок рассуждений в рассмотрении подобных случаев? Есть постулат "скорость света во всех системах отсчёта постоянна". На что ещё можно опереться, и какие допущения делать нельзя? И почему? :)

Кому: technolog, #18

> Чем больше я над всем этим думаю, тем меньше понимаю. Такое чувство, что я где-то исхожу из ложных предпосылок. Подозреваю, что надо уже что-то написать, чтобы дать голове отдохнуть -------
да Вы не мучайтесь по-долгу! Диалог лучше и эффективнее, чем "муки" в одиночку :). Ведь у нас цель не завалить кого-то, а просто разобраться. Я же тоже до конца додумывать ленюсь - а тут вместе , глядишь и поймем, в чем неточности :).







> расстояние между "висящими" часами 300 000 км/с, -------
понятно, что описка: расстояние между часами либо 300 000 км, либо 1с (световая, разумеется).

Луч света не очень хорошо - луч, это кривая, по которой "бежит" энергия. Что-то вроде полотна железной дороги.Когда по нему запускается поезд, само полотно никуда не запускается :). Но это мелочи. Из Ваших способом самый хороший - второй. Только и там есть проблема: как измерить расстояние между часами. Ведь таскать линейку, разгоняя и тормозя ее - очень плохо. Кто знает, что случится с линейкой... Стандартный способ - поставить по зеркалу у каждых их часов и пустить от первых часов световой импульс (если слово "вспышка" Вам не нравится), засекая время прихода отраженный импульсов от каждых из часов (зеркал). Тогда расстояния до каждого найдет как (c* Т21)/2 ( Т21 = T2 - T1 - время задержки прихода отраженного сигнал, Т1 и Т2 - времена отправления и возвращения светового импульса), а владельцев удаленных синхронизуемых часов попросим сдвинуть на них время так, чтобы в момент отражения от их зеркала света часы показывали T = (T1+T2)/2.
Такая процедура хороша тем, что мы не пользовались ничем, кроме наших часов, про устройство которых мы знаем все, и тем, что импульс света бегал туда-сюда с постоянной сколростью с.



> Под "синхронизацией" корабельных часов я подразумевал следующее: пролетая мимо часов номер 1 мы выставляем стрелки в те же положения. -------- СТОП! Это как? Сколько часов Вы имеете на корабле? Пролетая мимо исходной цепочки часов, возле каждого прибора, Вы собираетесь дергать стрелки ан корабельных часах? Или Вы это делаете только один раз, пролетая мимо часов №1?

Я прервусь уже ан этом. Поскольку от Вашего ответа на этот вопрос уже зависит очень и очень многое в моих дальнейших ответах :)

Кому: alex_chirtsov, #19

> Стандартный способ - поставить по зеркалу у каждых их часов и пустить от первых часов световой импульс (если слово "вспышка" Вам не нравится), засекая время прихода отраженный импульсов от каждых из часов (зеркал).

...

> Такая процедура хороша тем, что мы не пользовались ничем, кроме наших часов, про устройство которых мы знаем все, и тем, что импульс света бегал туда-сюда с постоянной сколростью с.

Способ, вроде бы, хороший. Но почему мы выбрали его, а не снаряд летящий с постоянной скоростью? Или какой-то другой метод? Навскидку, пусть у каждых часов есть лампочка, а другие часы измеряют её яркость, чтобы убедиться, что расстояние равно 300.000 км. Почему не подходит линейка вроде бы понятно: её перемещение подразумевает ускорение и замедление, что за пределами области применимости СТО, как я понял. Снаряд тоже, вроде бы ускоряется где-то, он но может "появиться" уже летящим с постоянной скоростью в нужном месте в нужное время, так что его можно использовать.

> Или Вы это делаете только один раз, пролетая мимо часов №1?

Да, только один раз: пролетая мимо часов №1 мы выставляем стрелки единственных корабельных часов №0 в те же положения, что и у часов №1.

Кому: technolog, #20

> Способ, вроде бы, хороший. Но почему мы выбрали его, а не снаряд летящий с постоянной скоростью? Или какой-то другой метод ----------- потому, что относительно движения света был выбран ПОСТУЛАТ, которому мы договорились следовать. Построили теорию, результаты которой прекрасно согласуются с экспериментом. Конечно, Вы можете предложить иной постулат (например, про полет ядра пушки). Никто не запрещает. Постройте на нем свою теорию. Разработайте ее настолько, что она сможет предсказывать результаты реальных экспериментов. Сравните с этими экспериментами. Если получится лучше, чтом в теории относительности - отправляйтесь в Стокгольм за Нобелевской премией. Если нет - по Вашему поводу грустно улыбнутся. Второй вариант более вероятен...

Кому: technolog, #20

> Да, только один раз: пролетая мимо часов №1 мы выставляем стрелки единственных корабельных часов №0 в те же положения, что и у часов №1. ------ ТО, Ч ТО ВЫ НАПИСАЛИ - НЕ СИНХРОНИЗАЦИЯ, А ВЫБОР НАЧАЛА ОТСЧЕТА. НЕТ ГАРАНТИИ, ЧТО ВАШИ ЧАСЫ ИДУТ С ТОЙ ЖЕ СКОРОСТЬЮ, КАК И ТЕ, С КОТОРЫМИ ВЫ СРАВНИВАЛИ ПОКАЗАНИЯ. Синхронизация - процедура, которую можно выполнять в любой момент времени и много раз. При этом каждый раз все должно получаться...

Кому: alex_chirtsov, #22

Кажется, я понял в чём подвох.

Часы "висящие" вдоль прямой будут казаться синхронными только для неподвижного относительно них наблюдателя, если для синхронизации использовать вспышку света. А вот если наблюдатель движется, то синхронизация часов 1,2,3 и далее c его точки зрения будет проведена некорректно, так как свет бегущий по ходу наблюдателя будет преодолевать расстояние между часами 1 и 2 за меньшее время, чем свет бегущий в обратном направлении.


Кстати, если "висящие" часы висят не в вакууме а, например, в трубе с водой, по которой и бежит синхро-импульс света, то при некоторой скорости движения часов 0 они будут видеть, что время на пролетаемых ими часах 1,2,3,4 и далее вообще пошло в обратном направлении... Видимо, синхронизацию надо проводить только в вакууме.