скорость света, являеться ли скорость света константой? и почему? Опции

[OIN]

Очень хочется разобраться....почему скорость света (СС) являеться константой

[Lapp]

огромное спасибо за просвящение!

Рад пополнению рядов поклонников Физики! Только до святости нам тут пока далеко, так что давай ограничимся просвЕщением (кстати, от слова "свет", то есть предмет разговора ).

Получается, что Альберт Энтшейн был человеком весьма глубокой мысли..

О, да, весьма. По сути, его основная заслуга именно в осмыслении математических результатов, которые хотя и были (некоторые), но трактовались неверно. Ладно, об этом еще скажу потом..

время в СО, движущихся с скоростью света, время течет медленее,

Поправочка: в СО, движущейся со скоростью света время должно совсем остановиться (коэффициент зануляется, проверь по формуле). Это невозможно для обычных тел, имеющих ненулевую массу (я потом еще скажу, почему), но фотоны могут двигаться со скоростью света (и только с ней, никак иначе ). И тут, кстати, есть еще одно соображение в пользу верности ТО. Фотоны, как известно, относятся к элементарным частицам. Все элементарные частицы имеют свое время жизни (период полураспада) : некоторые очень короткое, меньше пикосекунды (более короткой единицы измерения времени не знаю ), а другие (например, протон) - сравнимое с временем жизни Вселенной. Исключение составляет фотон. Почему? С моей точки зрения, ответ может быть такой: его собственное время стоит, с ним ничего не может произойти без внешнего вмешательства. Как вам такое объяснение? Именно поэтому мы сейчас мерим т.н. "реликтовый фон" - излучение, которое дошло до нас грубо говоря неизменным с тех пор, когда Вселенная остыла и проредилась настолько, что излучение (фотоны) отделилось от остального вещества.

[Clerick]

Поправочка: в СО, движущейся со скоростью света время должно совсем остановиться (коэффициент зануляется, проверь по формуле). Это невозможно для обычных тел, имеющих ненулевую массу (я потом еще скажу, почему), но фотоны могут двигаться со скоростью света (и только с ней, никак иначе ). <...> Исключение составляет фотон. Почему? С моей точки зрения, ответ может быть такой: его собственное время стоит, с ним ничего не может произойти без внешнего вмешательства. Как вам такое объяснение? Именно поэтому мы сейчас мерим т.н. "реликтовый фон" - излучение, которое дошло до нас грубо говоря неизменным с тех пор, когда Вселенная остыла и проредилась настолько, что излучение (фотоны) отделилось от остального вещества.

Точно, оно должно стоять..

Lapp, а не мог бы ты немного поподробнее рассказать про фотоны?

[Lapp]

не мог бы ты немного поподробнее рассказать про фотоны?

Я расскажу, что будет по теме. Но для полного освещения вопроса надо привлекать еще и квантовую механику..

Продолжим про близнецов - этот вопрос еще не закончен. В прошлый раз я старался акцентировать внимание на том, что системы отсчета близнецов не могут рассматриваться как симметричные. Если удовлетворить всем условиям, а именно:
1. сначала они вместе;
2. затем один из них остается на месте, а второй двигается достаточное время с большой скоростью относительно первого;
3. в конце они снова вместе -
- то неизбежно система движущегося близнеца подвергается ускорениям относительно неподвижного близнеца. И именно наличие этих ускорений нарушает симметрию, то есть не позволяет рассматривать системы как равнозначные.

А теперь я попробую невного проварьировать условия. Слушайте новую сказку

Два близнеца решили попутешествовать вместе. План был такой: пролететь с околосветовой скоростью до планеты Х, там повернуть и полететь обратно. И вот, где-то посредине пути, когда они уже давно достигли маршевой скорости, они увидели, как с планеты Y им машет рукой прекрасная игретянка.
- Она великолепна! Давай сделаем остановку, - сказал А.
- Ты что? Да она же страшнее ядерной войны! И к тому же, меня дома ждет моя невеста.. - ответил В
- Ну, тогда давай сядем, я сойду, а ты полетишь дальше.
- Да я к ней не приближусь и на выстрел бластера*! Если так приспичило, бери шлюпку и высаживайся, а я даже замедляться не хочу. Только на обратном пути, когда я буду пролетать мимо - смотри, чтоб твоя шлюпка уже ждала меня на тректории с нужной скоростью! Года тебе хватит?
А бросил еще один взгляд на планету и увидел, как к первой туземке присоединяются вышедшие из джунглей подружки в набедренных повязках, и ответил:
- Дай два..
Тут А прыгнул в шлюпку и дал по газам, а В нажал кнопку на секундомере..

На этом рукопись обрывается . Сможете продолжить? Меня, ессно, интересуют временнЫе характеристики этой повести.. Уточнение: можно считать, что планета Y стоит на месте (как и их родная Z).
------------
*) Выстрел бластера = 17.6 световых сек

[Lapp]

... Сможете продолжить? ...

[.. молчание было ему ответом, и только свист байтов мимо ушей..]
Задача оказалась трудной?.. Что ж, мой фолт - нельзя так делать: сначала сказать, задача про близнецов не решается в рамках СТО, а потом раз - и задать еще более сложный вопрос.. Прошу прощения!

Это была, собственно, проверка "на вшивость". Рассказываю решение (желающим еще подумать рекомендую заткнуть уши).

Спойлер (Показать/Скрыть)

Введем третьего близнеца - поздравляю всех с тройней! Он (звать С) оказался действительным домоседом и не полетел с А и В. С его точки зрения А и В летали, причем один больше (это В), а другой меньше (А). И если опустить сложности с вычислением времени встречи и считать, что совершенно изможденный А все же вовремя подоспел и был подобран В на пути домой, то их возраст по возвращении домой должен распределиться так: В < А < С.

Сложно?

Итак, рассмотрение неинерциальных (т.е. движущихся с ускорением СО действительно находится за пределами СТО, в ведении ОТО, которую мы не рассматриваем. Но я все же скажу еще несколько слов, чтоб не оставлять у вас чувство пустоты..

В классической, ньютоновской, механике ускорение СО приводит к возникновению в оной силы инерции. То есть ко всем силам добавляется произведение
I = m*a ,
(а - ускорение СО, жирным шрифтом обозначены векторы.) Выражение это напоминает
G = m*g ,
где g - ускорение свободного падения, обеспеченное силой гравитации. Формулы эти практически идентичны на вид (то есть математически), но есть одно "но". Величина m в первой формуле означает т.н. инертную массу, т.е. характеризующую инертные свойства тела (насколько быстро оно разгоняется под действием силы), а во второй - гравитационную массу, т.е. характеризующую гравитационные свойства тела (насколько сильно оно притягивается другими телами по закону при гравитационном взаимодействии). Сечете фишку? Буковка-то одна, а величины совсем разного смысла!

Собственно, то, что эти две величины совпадают, не секрет. И эйнштейн не первый, кто это заметил . Скорее наоборот, он подчеркнул, что они вовсе не обязаны совпадать! И если бы так действительно было, то мы просто имели бы еще один вид заряда, гравитационный, в дополнение к электрическому, которые входили бы в закон Ньютона (гравитационный, не те три). Заряд этот был бы одного знака, а не двух (+ и - , как электрический), но по сути был бы аналогичен. Но, хотим мы этого или нет - эти две массы (инертная и гравитационная) все же совпадают! Причем, совпадают очень точно - до сих пор в самых точных измерениях разницы не обнаружено! И Эйнштейн был первым, кто сказал: это неспроста! Не знаю, прозвучит ли это в моих устах натолько потрясающе, насколько оно того заслуживает, но у меня лично просто дух захватывает при этих словах.. Он не стал искать возможную разницу между ними, не стал искать причины, почему они равны - он сделал совершенно гениальный ход: он снова допустил, что природа и на этот раз не обманывает (как в случае с постоянством СС), и просто согласился, что инертная масса равна гравитационной - и.. И вывел из этого совершенно невзрачного равенства абсолютно новую теорию!!
Вы удержались на стуле?

Нет, мы не станем сейчас изучать ОТО - несмотря на простоту посылки, она весьма сложна математически. Я только скажу еще буквально несколько слов. В ОТО, как вы, наверное, поняли, гравитационные силы приравниваются к силам инерции - это раз. Два - оказывается, что в сильных гравитационных полях течение времени замедляется. Теперь вспомните, что СО движущегося близнеца неизбежно испытывает ускорения. Добавьте сюда, что для достижения действительно больших скоростей требуются действительно большие ускорения (и особенно на развороте обратно домой), и вы поймете, что у движущегося близнеца действительно есть реальная причина для замедления времени.. Более подробно я больше обсуждать это не буду, желающих еще немного продвинуться в этом направлении отсылаю к ссылке, которую выше привел volvo.

Уфф.. Чтобы закончить тему остается не так уж и много, но если вот так по нескольку постов тратить на "лирические отступления" то время может сильно замедлиться..
До встречи!