Относительно Эйнштейна, СТО, ОТО и всех-всех-всех...

[eugene-df.livejournal.com]

Вопрос вполне юзфул - я тут попытался другу объяснить некоторые фишки ОТО (ну, ясное дело в своем, достаточно ограниченном понимании), и полностью завис когда мы стали пытатся проделать пару мысленных экспериментов. Теперь голова забита этой хренью - а работать надо. в общем друзья - выручайте!

Переходим к сути вопроса:


Итак, как известно, скорость выше скорости света недостижима. С другой стороны - ИМХО, любая скорость имеет свою точку отсчета. Насколько я понимаю ОТО - там все завязанно на передаче информации (говоря современным языком). Т.е. максимальная скорость распространения информации = с. Но вот тут возникает некоторая неувязка. Во первых - я все же не понимаю какую сторонники ОТО точку берут за начало отсчета, т.е. система координат в которой мы получаем верхнюю планку. Во вторых - такой эксперимент:


Подвешиваем в космосе две эйнштейновых ракеты (ракета скорость которой при движении стремится к с). Затем - устанавливаем на корпусе одной из них катушку с нулевым трением, на которой намотанно неограниченное количество сверхпрочной нити. Конец нити прикрепляем к корпусу второй. Ориентируем их строго противоположнно и....
И "поехали!"...

А дальше начинаются чудеса...


Положим скорость ракет бесконечно приближается к с. Тогда:
за 1 секунду полета - длинна размотанной нити будет грубо 600 000 км. При этом угловая скорость вращения катушки - мне просто страшно представить. Одно ясно - это значение будет явно выше с. Скорее что-то около 2с. Вроде бы информация не передается. Однако! А если мы ставим на катушке замыкатель, который фиксирует каждый полный оборот? А как быть с длинной нити? Она за секунду развернулась на расстояние в два раза большее чем это возможно согласно ОТО? Или, фантастическим образом, за счет сжатия пространства-времени и прочих пертурбаций - нить растянется строго на 300 000 км??? Но это вообще в голову не укладывается.... И кстати. Вот второй эксперимент:

С астероида - так же стартуют две ракеты. Обе на скорости 1с Через секунду они мгновенно останавливаются (это конно-сферические ракеты в вакууме, нефиг придиратся к перегрузкам - сферически-вакуумные кони еще и не такое выдерживают!) Итак. По логике вещей расстояние между ними равно 600 000. Но! Если одна ракета потом разворачивается и летит ко второй со скоростью 1/2с - за какое время она к ней долетит? А относительно неподвижного астероида? И кстати - как себя поведет пуля выпущенная из ствола пистолета по ходу движения этой самой ракеты идущей со скоростью с с точки зрения наблюдателя с астероида? В общем не понимаю я чего-то этих пространственно-временных заморочек


просьба: Разжуйте на примитивном уровне. Очень желательно или совсем без формул, или с минимальным количеством... Я просто хочу себе в уме это все более менее связно представить.

З.Ы.

Эйнштейн редкий Цозел! :-) Мало того что ограничил скорость наших межзвездных путешествий, так еще и вскипятил мозги.... :-)

Comments

[a-bronx.livejournal.com]

Жесткость нити исполнению СТО не должна мешать.

Покуда система инерциальная и нить движется как целое - всё нормально, движущаяся нить равномерно сокращается. Но и информацию тут не передать - нету возмущения, несущего сигнал. Мнимые парадоксы обычно возникают, когда система неинерциальная, а этого не замечают. Я поначалу решил, что у eugene_df ракеты синхронизируют часы, потом разгоняются, а нить служит для косвенной передачи информации между ними.

Перечитав, понял, что там несколько другая ситуация: автор решил, что точки обода могут двигаться со скоростью 2с, что, конечно же, не так - точка на ободе счётчика будет двигаться со скоростью нити, т.к. они соприкасаются. Даже если выкинуть нить и просто раскручивать обод, его внешние точки не смогут двигаться со скоростью света - масса и момент инерции обода вырастут настолько, что для дальнейшей раскрутки придётся прилагать бесконечный момент сил.

[eugene-df.livejournal.com]

Так проблема то в том что с точки зрения Ньютоновской физики - нить будет раскручиватся со скоростью равной скорости разлета ракет. Т.е. со скоростью приближающейся к 2С. Причем для наблюдателя с астероида - так оно и будет. Т.е. за секунду между ракетами окажется где-то 600 000 км нити.

Интересно, какую скорость при этом зафиксирует спидометр присобаченный к катушке?

Вообще - получается что при любом раскладе - он покажет 1с. Вопрос только - как это уложить в голове? Нить с т.з. условно неподвижного наблюдателя - развернулась на х, а измерение проведенное на движущейся ракете В ТОТ ЖЕ КВАНТ ВРЕМЕНИ - покажет что отмоталось только 1/2Х

КАК???!!!

[a-bronx.livejournal.com]

Что означает "один и тот же квант времени"? Два интервала времени в разных системах отсчёта, концы которых совпадают, т.е. одновременны? Но СТО как раз и утверждает, что одновременность нарушается при смене системы отсчёта. Вместо интервалов времени или пространства нужно использовать комбинированный 4-мерный интервал, который инвариантен к таким преобразованиям.

Проще говоря, время на ракетах будет идти по-разному, и процессы измерения скорости будут отличаться. При любом раскладе скорость нити будет меньше 1с, асимптотически приближаясь к ней.

[http://users.livejournal.com/teniel_/]

"Так проблема то в том что с точки зрения Ньютоновской физики - нить будет раскручиватся со скоростью равной скорости разлета ракет. Т.е. со скоростью приближающейся к 2С. Причем для наблюдателя с астероида - так оно и будет. Т.е. за секунду между ракетами окажется где-то 600 000 км нити."
Нить для наблюдателя действительно со скоростью 2с раскручивается. Но это из-за того, что она из центра налево и направо раскручивается - раскручивается как бы две нитки, каждая со скоростью с.
Предположим, что паровозик из Ромашково не может ехать со скоростью больше 10км/час. Мы ставим два паровозика задом друг к другу и пускаем их в разные стороны. За час они окажутся на расстоянии 20 км, если будут пыхтеть по максимуму. Но из этого не следует, что паровозик может развить скорость 20 км/час. Это ответ на ваш вопрос или я опять неправильно понимаю? Или, может, тут вопроса вообще не было...

"Интересно, какую скорость при этом зафиксирует спидометр присобаченный к катушке?
Вообще - получается что при любом раскладе - он покажет 1с."
- все-таки не совсем с, а чуть меньше, но да, с )))

"Вопрос только - как это уложить в голове?" - это вообще мало кто может) Крутые теорфизики - спецы по ОТО обычно честно признаются, что не могут) Студенты первого курса в ночь перед экзаменом - все могут)

"измерение проведенное на движущейся ракете В ТОТ ЖЕ КВАНТ ВРЕМЕНИ" - в движущейся ракете и пространство, и время очень сильно колбасит. От этого и разница в измерениях... В ракете время будет идти медленнее, а пространство вокруг будет ей казаться "сплющенным"...

[http://users.livejournal.com/teniel_/]

Тут я могу ошибаться, но вроде как делали эксперимент - запускали крутой сверхзвуковой самолет с атомными часами на борту (а вторые такие же на Земле оставляли) - и потом действительно часы с самолета чуть-чуть отставали от оставшихся на Земле.
Так что летайте самолетами и бегайте каждый день быстро-быстро - будете жить на пару наносекунд дольше)

[http://users.livejournal.com/teniel_/]

Я так поняла, что нить была введена для измерения расстояния между ракетами - нить раскручивается, счетчик меряет и выясняет, что нить раскрутилась слишком намного... хотя теперь я понимаю, что тоже неправильно поняла вопрос.
А информация, конечно, передаваться не может.