Lex Kravetski (lex_kravetski) wrote,
Lex Kravetski
lex_kravetski

Category:

Два вопроса камрадам-физикам

 

Вопросы задаются не с целью подколоть, а с целью прояснить ситуацию. Поэтому не надо искать в них подвоха и разоблачать хозяина журнала.

 

Вопрос первый. Опыт Майкельсона-Морли. Опустим детали постановки реальных экспериментов на эту тему. Возьмём только смысловую составляющую. Есть некий источник света, установленный на планете Земля. От него пускается расщеплённый луч: одна часть по ходу Земли, другая – против хода (как вариант – перпендикулярно ходу). Есть мега-точный прибор, который позволяет зафиксировать разницу во времени прохождения обоих лучей от источника до приёмника. В опыте подразумевается, что если есть эфир, по которому распространяется свет, то мы увидим разницу в скорости лучей, связанную с собственным движением Земли относительно эфира. Ставим опыт. Выясняем: разницы нет. Значит, нет и эфира. Тут всё понятно.

Непонятно становится, когда появляется дополнительный вывод: скорость света одинакова во всех системах отсчёта. Вроде бы опыт сиё показал. Однако же в трактовке опыта есть варианты. Первый вариант – постоянство скорости света во всех системах отсчёта, второй – инерционность света. Второй вариант почему-то отбрасывается или не рассматривается.

Чтобы пояснить, о чём речь, рассмотрим следующую ситуацию. В глубоком космосе летит корабль. Летит относительно некоторого наблюдателя. В корабле космонавт бросает два камня, один по ходу корабля, другой – против хода, камни одинаковые и прикладываемое к ним усилие тоже. Наблюдатель действительно увидит, что камни летят с разной скоростью, поскольку скорость одного прибавилась к скорости корабля, а скорость другого – отнялась. Однако же для космонавта на корабле камни летят с одинаковой скоростью. Иными словами, в опыте Майкельсона-Морли измерительный прибор был привязан к тому самому объекту, относительно скорость которого должна была повлиять на скорости лучей. При инерционности света наблюдатель увидел бы ровно тот же эффект, что космонавт с его камнями – что по ходу, что против, а скорости одинаковые.

Мне интересно, а каким образом устанавливается, что верна именно первая трактовка опыта – про постоянство скоростей.

 

Вопрос второй. Парадокс близнецов. Краткий смысл эффекта. Берутся два близнеца, один из которых остаётся на Земле, а второй засылается к далёкой галактике с околосветовой скоростью. По возвращении из неё на Землю второй должен оказаться моложе, так как время для него текло медленнее. Что интересно, практически во всех источниках данный эффект описан именно так.

Однако в годы моего обучения на Физтехе два разных преподавателя, оба из которых имели весьма нехилые научные звания и были практикующими учёными-ядерщиками, излагали другую трактовку эффекта. А именно: в конце эксперимента – по возвращению второго близнеца на Землю – возраст близнецов (степень их «физической состаренности») будет одинаковой. Разница во времени в релятивистской системе будет скомпенсирована движением с отрицательным ускорением во время разворота обратно и/или торможения при посадке/развороте.

Иными словами, если мы на нерелятивистской скорости оттащим одного из близнецов к специально подготовленной точке и разгоним его до околосветовой скорости в направлении Земли, то действительно при пролёте мимо Земли он будет физически младше своего брата. Однако же при попытке затормозить и сесть на Землю, он «наверстает упущенное» и сравняется с братом в физическом возрасте.

Парадокс, каким образом случилось, что один брат оказался моложе, а вроде бы моложе должны оказаться оба, в Википедии разъяснён: одна из систем – неинерциальная. Однако, в примере с пролётом инерциальными являются обе системы. Поэтому при пролёте мимо Земли второй брат моложе только если смотреть с планеты Земля. Если же смотреть из корабля второго брата, то моложе первый брат. Такая вот нехилая относительность, с трудом укладывающаяся в голове.

Само собой, мы можем рассмотреть данную ситуацию в произвольной точке космоса, а не обязательно на Земле.

Кто что на данную тему помнит/знает?

Tags: философия
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 154 comments
Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →
Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →