Задача о большой ракете, СТО Опции

[hiv]

Имелся ввиду известный постулат СТО - все наблюдатели ИСО должны видеть одинаковые результаты для всех одинаковых опытов.

Абсолютно верно, если добавить что это происходит для каждого наблюдателя в его собственной ИСО. Если говорить о результатах, то имеется в виду проверка физических законов. Т.е. это требование называется инвариантностью физических законов при переходе из одной ИСО в другую. Но при переходе из одной ИСО в другую надо пользоваться преобразованиями Лоренца. Которые напрямую проистекают из поворота четырехмерной системы координат. Но в этих формулах не запечетлено обычное (параллельно самой себе) перемещение коодинат (в том числе и времени), которое сводится к обычному переносу простанственных координат и изменению момента начала отчета времени. Об этом частенько забывают любители "парадоксов". Более того - часто путается два понятия - подтверждение физического закона (одинакового во всех ИСО - как требование теории относительности) и видение реального мира (что наблюдатели, сидя каждый в своей ИСО, видят разные картины происходящего). Более подробно об этом можно почитать во втором томе Ландау: Теоретическая физика в десяти томах. Том 2. Теория поля (12,7 MБайт) Советую почитать всем (хотябы несколько первых глав).
ЗЫ: И вообще вся эта ОТО проистекла из требования инвариантности уравнений Максвелла (которые он вывел лет за 40 до возникновения и подтверждения ОТО) при переходе из одной ИСО в другую. А при преобразованиях Ньютона и Галилея уравнения Максвелла не инвариантны.

[compiler]

Всем кому интерестно решение читайте
[url=http://www.relativity.ru/forum/viewtopic.php?t=3571]
тут
[/url]
[url=http://www.relativity.ru/forum/viewtopic.php?t=2678]
ну и тут
[/url]
Ура задача решина
какой я молодец


Сообщение отредактировано: compiler - 12.02.2007 23:49

[petrovich]

Всем кому интерестно решение читайте
[url=http://www.relativity.ru/forum/viewtopic.php?t=3571]
тут
[/url]
[url=http://www.relativity.ru/forum/viewtopic.php?t=2678]
ну и тут
[/url]
Ура задача решина
какой я молодец

Там по десять страниц переписки мелким шрифтом. Будьте любезны укажите номер страницы и ник автора нашедшего решение (№ сообщения).

[Lapp]

Там по десять страниц переписки мелким шрифтом.

Приведенные ссылки интересны, но Petrovich прав - в них непросто разобраться (по крайней мере новичку в этом деле). Это даже не монография, а подборка разных мнений, далеко не все из которых верные - или хотя бы понятно высказаны.

Петрович, давай начнем с начала. В приведенном тобой условии задачи есть много ошибок - собственно, сама задача, как и любая задача на псевдопарадокс, состоит в отыскании ошибок в условии. Но одна ошибка просто вопиющая. Попробуешь найти сам?
Если ничего не придумаешь - кликни сюда, тут подсказка.

Спойлер (Показать/Скрыть)

Давай продлим твою и без того длинную ракету. В условии она начинается (то есть корма ее) "тут", а заканчивается (то есть нос) далеко "впереди", а ж на 10 св.лет. Давай продлим ее "назад". Теперь нос ее будет на 10 св.лет "впереди", а корма - на 10 св.лет "сзади". И вот такая ракета стартует.. Как бы ты описал ее релятивистское сжатие?..

[Гость]

римем за систему отсчета десантника (который прыгнул когда его плющило)... летел себе со ск 0.99С начал тормозить и увеличиваться в размерах.... и думает .. "говорила же бабушка - не ешь внучка всякую гадость"
корабль сокращается и пролетает мимо него всего за 1 год ... был длинный - стал короткий - никакого превышения над нормами не вижу но год ждать - потом не догонишь...
через пол года начал разгоняться, еще через полгода???? достигнув V=0.99С сел на корабль (заархивировался) тоже вроде ничего серьезного
Теперь главное - вроде год прошел - а преодолел 10 св лет нонсенс!!!! мдя.... да вот беда механик -то на корме состарился - летел целых десять лет блин...
для него ничего такого... вот собственно и все ...если уж считать длинну корабля константой - то и время не стоит принимать внешнее... такое мое мнение :-)
примечане:
???? - с точки зрения стороннего наблюдателя, сам то он полгода которые будет разгоняться воспримет немного по другому.. да и временем разорхивации ( торможения) пренебрегать не стоит.

PS - теорию относительности не читал- времени нету, все рассуждения вымышлены и основаны на остатках школьных знаний(давно утраченных) ... поправте если что не так.

[petrovich]

Lapp! Я уже заждался!
Но подсказка...??? Не доходит. То есть - рассмотреть ракету не в 10, а в 30 св.лет??? Если ракета в 10 сокращается до 1 , то ракета в 30 сократится до 3. Ну и...

[Гость]

Видимо сжиматься она должна к центру... таким образом сидящий на носу окажется на 10 св лет ближе к корме .. а при торможении сместится вперед и ракета до него долетит не сразу... при разгоне таже картина но в обратную сторону (в задаче со стержнем кстати похожий глюк там сказано что стержень не поворачивается - а в решении он поперек становится)

[Гость]

Извиняюсь видимо к центру системы (например к десантнику)

[Lapp]

Не знаю, гость - это Петрович или нет? Если заходишь гостем, все же пиши ник.
Спасибо за приветствие . Извиняюсь за долгое отсутствие, на него были причины.. Кстати, в мое отсутствие была очень интересная полемика! hiv достойно пытался защитить истину. Правда, если считать все задачи нападками на Истину, то каждый задачник - ересь! Задачи нужно решать и обсуждать..

Я хотел обратить внимание на то, что в условии сказано, что ракета сжимается к центру. Так допустимо думать, если ракета маленькая и ее размер несущественен. Но тут размер как раз большой и очень существенен!
Так вот, сжатие происходит не только с предметом (ракетой), оно касается всех расстояний в движущейся СО. Если бы сжимался каждый предмет по отдельности, то было бы вообще смешно: все предметы внутри ракеты сплющились, а расстояния между ними (между их центрами) остались прежние.. так, что ли?

Процедуру лоренцовского сжатия нужно производить со всей движущейся СО. Я продлил ракету назад, чтоб ее центр оказался рядом с нами. И тогда получится, что нос и корма приблизятся к нашему космонавту, но сам он за счет сжатия никуда не сдвинется. Проведя это рассуждение, отрежем заднюю часть ракеты... Видишь? получается, что рассуждение о "подтягивании носа и кормы к центру" было неверным. Советую начать с того, чтобы понять для себя, какое рассуждение будет верным..

Еще разок отвлекусь на философию.
Petrovich, будь готов к тому, что этот "парадокс" будет разрешен. Как говорил hiv, все эти штучки со сжатием пространства/времени - это всего лишь преобразования (повороты) в пространстве с определенной метрикой. Эти повороты - это чисто (конкретно ) математическая операция. Они не могут, просто не в состоянии привести к неверному ответу (будучи выполнены правильно). Да, существует ограничение на скорость передвижения. Да, именно это положение является основной посылкой, из которого все получается (см. тему Скорость Света, на которую я ссылался в начале). Еще раз: вся эта забавная кухня получается из одного-единственного предположения, что не бывает скорости, большей СС. Это, с одной стороны, удивляет, но, сдругой стороны, ограничивает! Если наши преобразования выведены из положения максимальности СС, то они просто не могут дать ничего другого! Твоя задача достаточно запутана, а учитывая, что человеческому мозгу просто трудно оперировать в пространстве Минковского, то решить ее очень непросто. Но она не может быть доказательством неверности СТО, так как условие строится на положениях СТО! Я не хочу сказать, что СТО абсолютно верна - то есть, если она абсолютно верна, то не поэтому. Опровержения СТО нужно искать снаружи, а не внутри нее. Внутри - это простое "дважды-два" (ну, не очень простое.. ну, пусть не 2х2, а 64325325798798^78324793214781 .. ). Математика пространства Минковского безупречна в точности так же, как и математика Эвклидова пространства. Ты улавливаешь идею? Попытки опровергнуть СТО изнутри подобны проектам вечного двигателя, выполненым на основе Ньютоновской механики, основной постулат которой - сохранение энергии .
Но это так, философия.. Хотя, подобная философия важна для понимания связи математики и физики

[hiv]

Правда, если считать все задачи нападками на Истину, то каждый задачник - ересь! Задачи нужно решать и обсуждать..

Полностью с тобой согласен! Только вот решать задачу надо в том случае если задача поставлена корректно, т.е. все необходимые начальные данные даны и сформулирован вопрос. В случае нехватки начальных данных, задача называется некорректной. Ее необходимо в начале скорректировать, т.е. найти недостающие данные. Я пытался это сделать, но уважаемый petrovich все время не хотел этого делать - он менял условие задачи из поста в пост, чем меня сильно раздражал
Думаю надо сначала утвердиться нам всем с точной постановкой задачи (с начальными данными, в том числе и как стартует ракета по всей длине, так и с постановкой самого вопроса). Потом уже закатывать рукава и браться за ее решение. А решать задачи типа - "во сколько раз дальше прыгнет заяц, если у ежика выдрали 27 иголок, а у волка недержание" - без коррекции постановки задачи мне не интересно!

[Lapp]

решать задачу надо в том случае если задача поставлена корректно, т.е. все необходимые начальные данные даны и сформулирован вопрос.

Не знаю.. Мне кажется, что в физике довольно часто приходится "допоставить" задачу самому. Принять необходимые допущения (предварительно подумав, какие из них допустимы, какие необходимы..), определиться со значимостью того или иного эффекта.. Я бы даже сказал, что это относится к подавляющему большинству физических задач. Я не склонен брать за пример задачи из школьных и институтских задачников, которые рассчитаны на закрепление материала по пройденному разделу - в них все допущения и приближения сделали за студента заранее..
В данном случае, я вполне понимаю, что именно беспокоит Петровича. Задачу он ставит, как умеет (основываясь на том, что слышал про СТО). Совершенно ясно видно, что именно он спрашивает. Уточнения в условии можно (я полагаю) вводить по ходу самому. Какая разница, как стартует ракета? кстати, он привел способ, вполне разумный. Речь идет не о том, что станет с такой большой ракетой, да и не о ракете вовсе, а о системе отсчета. В этом я с ним солидарен.
Конечно, неточности в условии есть (я уже говорил об этом), но это просто потому, что задача такого класса. Типа "Вася рассчитал некий процесс так, а Петя иначе - кто из них прав?" Тут можно в том же ключе сказать так:
"Петрович посчитал скорость перемещения космонавта вот так и получил 5с, а Альберт посчитал другим способом, и получил v<c. Кто из них прав, и в чем ошибка неправого?"

Я, думаю, разобраться в этом "парадоксе" возможно и интересно. Условия же уточнять можно по мере необходимости.

[petrovich]

Lapp!
Искать опровержение снаружи - это поставить эксперимент. Чем сейчас и занят (повтор эксперимента, с большей точностью).
Но если внутри теории есть противоречие, например, в решение "теоремы" заложено деление на ноль, то это значит неверность "теоремы".
Жаль раньше не знал задачу про стержень.
Согласно формуле длина ракеты должна сократится. Реально, физически. Где окажутся два космонавта (один с носа, другой с кормы) при возвращении в предстартовую ИСО? Тот что "сел" на корабль в середине, наверно переместится Vt. И он меня не интересует.

[Lapp]

Искать опровержение снаружи - это поставить эксперимент. Чем сейчас и занят (повтор эксперимента, с большей точностью).

Это интересно! Расскажешь? когда и если сочтешь нужным..

Но если внутри теории есть противоречие, например, в решение "теоремы" заложено деление на ноль, то это значит неверность "теоремы".

Утверждение верное, но тут на это даже не надейся. Математика давно проверена. Это, как уже говорилось, повороты в четырехмерном пространстве Минковского. Операторы поворотов в обычном пространстве содержат синусы и косинусы - думаю, ты энаешь, о чем речь. Повороты в упомянутом пространстве похожи на эти, но только с заменой тригонометрических функций на гиперболические (sh и ch). Никаких сюрпризов тут быть не может.
Об остальном продолжу завтра..

[hiv]

Искать опровержение снаружи - это поставить эксперимент. Чем сейчас и занят (повтор эксперимента, с большей точностью).

Ну это совсем интересно!
Во-первых: Физика пришла к тому, что на результат проведенного эксперимента влияют не только сами регистрирующие приборы, но и сам экспериментатор, который хочет доказать какую-то свою гипотезу.
Итак! В начале строится гипотеза, потом под нее придумывается модель эксперимента (обычно их придумывается две-три), призванная однозначно подтвердить данную гипотезу. Далее подбирается (или делается своими руками) необходимое оборудование и производится расчет его влияния на проведение самого эксперимента. Потом эксперимент проводят очччччень много раз и обрабатывают полученные результаты. Если результаты совпадают с предсказаниями гипотезы, то гипотеза становится теорией, подтвержденной экспериментом. Если не совпадают, то гипотеза так и остается не подтвержденной, т.е. она не отвергается по причине несостоятельности эксперимента, а как бы является недоделанной (где-то что-то не учли).
Во-вторых: Стоит почитать о современных экспериментах в физике и разделении труда среди физиков: От теоретика до экспериментатора. Видовой определитель.
В-третьих: Искать надо не в пространстве Минковского и не по результатам ОТО и их парадоксам. А по неразгаданным еще явлениям в природе, к-рые не описаны еще наукой...

[petrovich]

Lapp!
Можно придумать разные пространства и теории. Но живём то мы в реальности. Как будут проявляться эффекты в реалии? Мысленные эксперименты по отношению к теории, которая сама в большой степени основана на мысленных, вполне уместны.
hiv!
Субъективное не влияет на объективное. Может быть только субъективное толкование результатов (фактов) эксперимента. Неточность, подгонка результата под теорию, подтасовка - это всё другое.
Достаточно одного "безобразного факта, чтобы убить красивую теорию".

Всё таки где будут космонавты?

[Lapp]

Lapp!
Можно придумать разные пространства и теории. Но живём то мы в реальности. Как будут проявляться эффекты в реалии? Мысленные эксперименты по отношению к теории, которая сама в большой степени основана на мысленных, вполне уместны.
hiv!
Субъективное не влияет на объективное. Может быть только субъективное толкование результатов (фактов) эксперимента. Неточность, подгонка результата под теорию, подтасовка - это всё другое.
Достаточно одного "безобразного факта, чтобы убить красивую теорию".

Всё таки где будут космонавты?

Безусловно, мысленные эксперименты уместны. Но с одной оговоркой: они должны быть проведены очень тщательно, с учетом всех значимых эффектов! Иначе результат будет, простите за каламбур, немыслимым .
Поэтом у я и ратую за пошаговое его осуществление, скрупулезнейше обдумывая каждый шаг.

Отвечу и за hiv'а немного. Он просто хотел сказать (как я понял), что результат может зависеть от неупомянутых в условии деталей. Я с ним не совсем согласен тут (см. выше), но ничего, что можно было бы толковать как субъективное восприятие или подтосовку у него не было.. Да, конечно, одного факта достаточно. Но факта пока нет!

Где они будут.. Я извиняюсь, но не хочу торопиться с ответом на этот вопрос. Ни аудитория, ни даже я - еще к нему не готовы. Шаг за шагом.. К сожалению, я не могу сейчас уделить много времени (как, скажем, делал при ответах в тему Скорость Света), поэтому получается очень медленно. Но могу только обещать не останавливаться совсем..

Следующий момент, который следует принять во внимание, прозвучит несколько резко, возможно. А именно: эта задача выходит за рамки СТО и не может быть решена только с ее привлечением. СТО годится только для инерциальных систем отсчета (ИСО). Это непреложный факт. Я уже писал об этом раньше, сейчас коротко скажу. После появления СТО многие стали искать примеры, которые, как казалось, опровергают ее или просто показывают ее абсурдность (таков, например, знаменитый парадокс близнецов). Ответ Эйнштейна был прост до безобразия: ничего не знаю, это не тот случай. Это сбивало с толку, поскольку со времен Ньютона все привыкли к тому, что ИСО - это хорошо, но на практике встречается редко (читай: никогда). Но при этом ньютоновская механика все же применима - стоит лишь добавить силы инерции, если работаешь в НСО (неинерциальной системе отсчета). Нечто подобное люди хотели увидеть и здесь..

Но, увы, все оказалось намного сложнее. Переход к НСО оказался возможен, но настолько сложен математически, что разобраться в нем с наскока практически невозможно. Более того, если в ньютоновской механике неинерциальностью порой можно не то, чтобы пренебречь, но по крайней мере рассмотреть ее отдельно - то тут этого сделать нельзя. Дело все в том, что в ньютоновской механике время стоит особняком и не изменяется. А в ТО (это СТО+ОТО) время оказывается настолько тесно замешано в кинематику и динамику, что провести такое разделение абсолютно невозможно...

В нашем случае ракета испытывает ускорение, то есть является НСО. Это ускорение очень существенно в задаче, избавиться от него никаким способом невозможно. Более того, при выгрузке космонавтов, их надо замедлить - это снова ускорение, снова того же порядка и снова неустранимое. Вот этот вот момент я прошу учесть при решении задачи, ака нашем мысленном эксперименте, в качестве следующего шага. И шаг этот не последний.. Как именно это сказывается на результате, мы, надеюсь, разберем вскорости..

[petrovich]

Парадокс близнецов, релятивисты часто "объясняют" так: один из близнецов подвергался ускорению, возвращению, излом мировой линии в пространстве Минковского.
Немного изменим - уточним условия задачи.
Три близнеца. Первый на Земле (неинерционностью пренебречь, если кто против, то пусть он в межзвёздной станции). Второй (2) и третий (3) пролетают (встречно) мимо Земли, двигатели уже выключены и больше включаться не будут - чисто ИСО. В момент пролёта мимо Земли, все включают часы с нуля. Когда 2 и 3 долетят до звёзд А и Б, растояние от С (Солнце) до А = от С до Б (в ИСО Земля), тогда 2 и 3 сообщают о показании своих часов. 1 расчитав, он знает растояние до А, Б, знает скорость, когда 2 и 3 долетят, шлёт показание своих часов. По СТО, каждый из близнецов (а они все равноправны) должен получить сигналы, что часы братьев опаздывают, он разумеется не дурак и сравнивает с тем временем, когда послал свой сигнал.

Встречал в мукулатуре про СТО такой ляп: две ИСО удалятся друг от друга, с каждой с интервалом t, посылают световые сигналы, ответные получают реже - вывод: для каждой ИСО время в другой замедлено. Это равнозначно такому: из Бобруйска в Кологрив отправляют 10 писем, из-за плохой работы почты в ответ получают 1, и делается вывод, что в Кологриве, по сравнению с Бобруйском время замедлено в 10 раз.

Мне вообще-то всё равно какие перегрузки испытают космонавты. Вот только, если за время t космонавты вернувшись в предстартовую ИСО окажутся дальше чем tC, то назовите это хоть "терьямпампацией", хоть "прокалыванием" пространства, я буду считать, что двигаться быстрее С возможно. А если растояния будут tV и tV+L, то физического сокращения длины двигающегося объекта не было, значит СТО = бред.

Сообщение отредактировано: petrovich - 15.02.2007 19:48

[compiler]

petrovich

значит СТО = бред.

кто то сказал чтобы сказать что чтото неправильно надо сначало изучить его(или как то так).
читай мои ссылки(это полезней чем готовый результат, ты видиш чуджие ошибки)

Lapp

...Да, существует ограничение на скорость передвижения ... Еще раз: вся эта забавная кухня получается из одного-единственного предположения, что не бывает скорости, большей СС...

моё утверждение противоположеное никто(кроме Пуанкаре) не давал подобное предположения (я изменю мнение если Вы укажите источник)

Сообщение отредактировано: compiler - 16.02.2007 23:32

[petrovich]

читай мои ссылки(это полезней чем готовый результат, ты видиш чуджие ошибки)

По ссылкам, попадаешь на дебаты. Вы так и не указали №поста, где объяснение. К тому же на "релятивити" окопались релятивисты очередного толкования СТО. (сколько релятивистов - столько и толкований ТО). Они, к примеру, утверждают, что формула замедления скорости действует в момент изменения скорости. Придерживаюсь мнения, что надо спорить с "классическими" релятивистами, ибо за всеми толкователями всё равно не угонишся.
А здесь, Вы бы могли привести какой нибудь аргумент.

[compiler]

По ссылкам, попадаешь на дебаты.

на форум...:-]

Вы так и не указали №поста, где объяснение.

Я его не помню...:(

(сколько релятивистов - столько и толкований ТО)

а сколько антирелятивистов - столько и опровержений ТО :)

формула замедления скорости

какая ? я не совсем понял, может замедление времени...

Сообщение отредактировано: compiler - 16.02.2007 23:45