?

Log in

No account? Create an account

Предыдущий пост Поделиться Следующий пост
Вопрос к камрадам-физикам
lex_kravetski

Какие есть экспериментальные подтверждения постулата об инвариантности скорости света — её максимальности среди возможных скоростей распространения взаимодействия? Я не просто так спрашиваю — меня ещё со школьных лет беспокоит приводимый почти во всех источниках как доказательство эксперимент под названием «опыт Майкельсона-Морли». Я как тогда считал, что он не доказывает инвариантности скорости света, так и сейчас считаю. Не смотря на многие годы обучения.

Аналогичным способом можно было бы доказать, что скорость подброшенного с любой скоростью мячика считать максимально возможной: если его по ходу движения поезда бросить, а потом против хода (с тем же импульсом), он относительно поезда будет с одной и той же скоростью лететь. В обе стороны. Тем не менее, про мячик вывода о принципиальной максимальности его скорости не делают, а про свет этот вывод делается. Откуда следует, что свет себя отличным от мячика образом ведёт?

Опыт вроде как не может служить даже доказательством постоянства скорости света во всех системах отсчёта. Он доказывает только то, что свет инвариантен в системе отсчёта, связанной с источником света (даже если этот источник в некоторой другой системе является движущимся).

То ли я этот опыт не совсем понимаю, то ли он действительно не доказывает того, что ему приписывают. Какие тогда доказывают?

К слову, вот что ещё неясно: в рассуждениях, вращающихся вокруг опыта Майкельсона и ему подобных, постулирование инвариантности скорости света «опережает» доказательство самоё себя. То есть, например, говорится, например, что если бы можно было бы превысить скорость света, то источник света мог бы догнать им же испущенный свет. Ну, во-первых, конечно, само по себе таковое не является невозможным. Мы ежедневно «нагоняем» испущенный нами же свет при помощи зеркала в ванной. Тот свет, само собой, поменял своё направление, отразившись от зеркала, однако встреча источника и испущенного им света уже на этом основании вполне реальна.

Во-вторых, самое главное, вывод «источник тогда бы нагнал свет» следует из скрытого предположения, что скорость испущенного света не зависит от скорости испускающего его источника. А ведь именно это-то и есть цель доказательства. Если же предположить, что скорость света зависит от скорости источника, то всё нормально, равномерно движущийся источник свой свет не нагоняет. Где-то тут логическая ошибка.

Возможность разглядеть будущее и тем самым якобы нарушить причинно-следственную связь, догнав собственный же свет, тоже весьма слабый аргумент. Далеко ходить не надо — достаточно поорать недалеко от высокой стены и через несколько секунд услышать «звук из прошлого». При грамотном же подборе скорости перемещений можно даже добиться, что более ранние крики будут услышаны позже более поздних. Со светом оное тоже теоретически можно проделать, установив где-то очень далеко обычное зеркало. Тогда отражённый от него свет может вернуться обратно через годы после своего от нас ухода. Никакая причинно-следственная связь при этом, конечно, не нарушается.

И ещё одно соображение. Положим, имеется космический корабль, который мы относительно, скажем, Солнца (система связанная с ним близка к инерционной) разогнали до очень большой скорости. До половины скорости света. В корабле закреплён источник света, который светит перпендикулярно движению. Вдоль светового луча мы устанавливаем стержень и замеряем расстояние от стержня до луча рядом с источником и у противоположной источнику стены. Расстояния вроде как должны оказаться одинаковыми. Это нам говорит о том, что эфира нет, а свет — инерционен. Испущенный фотон добавляет к вектору своей скорости и скорость источника по направлению его движения. Но если он добавляет при распространении перпендикулярно движению источника, то что ему мешает добавить и при распространении параллельно движению? Таким образом, нет ничего странного том, что свет против движения источника за единицу времени пройдёт то же расстояние, что и в направлении движения. Для объяснения этого факта не надо постулировать инвариантность скорости света.

Реальным подтверждением мог бы служить некий опыт, в котором источник и приёмник не прикреплены к одному и тому же (пусть в какой-то системе даже движущемуся) объекту. А напротив даже, два приёмника должны двигаться с разными скоростями по направлению к общему источнику света. Если измеренные в системах, связанных с этими приёмниками, скорости света, исходящего от этого источника, окажутся равны, то вывод про инвариантность скорости света тоже верен. Есть ли такие эксперименты?

 

Ну и для справки: отвечать на данный пост, если есть к тому желание и возможность, следует строго в направлении поставленного вопроса: есть эксперименты / нет экспериментов / опыт вот так-то трактуется и т.п. Если кто начнёт слать сюда свои бесценные соображения по поводу моего образования, образования учёных — сторонников или противников СТО, или же по поводу образования ответивших по существу комментаторов, то он будет быстро забанен.

 

Опыт Майкельсона-Морли поставлен для проверки наличия эфира. Однако побочным его результатом многие источники называют именно означенное выше. Не надо сюда писать про истинные цели Майкельсона и Морли, это не относится к вопросу.

Метки:

Мне лично кажется, что СТО полная хрень...Одна какая то теория, без проверки которую почему то приняли за правду...Явно люди в Нобелевской комисии хотели Энштейну кое чё полизать...
А уж эта Е=мс^2...

Re: Ответ на вашу запись...

> Мне лично кажется, что СТО полная хрень...

Я вот не уверен. Ряд её обоснований, на мой взгляд, содержит дыры в логике. Все ли? Однако теория в общем-то может давать правильные результаты на довольно обширном множестве случаев даже если её предпосылки не верны на более широком множестве. Например, «теплород» вполне себе позволил вывести правильные формулы. Хотя его в последствии и не обнаружили.

Обратно же, правильная теория может иметь некоторое количество неправильных обоснований. Притянутых к ней. При этом другие обоснования могут быть вполне себе правильными.


> А уж эта Е=мс^2...


Ну, вот это-то как раз проверили. Ядрёной бомбой.

(Удалённый комментарий)
> А напротив даже, два приёмника и движутся с разными скоростями по направлению к общему источнику света.

а если, допустим, есть 2 источника, которые движутся с разными скоростями, и один приемник. Измеряем скорость от 1 источника, потом от 2-го, и сравниваем значения.
как вы думаете, такой опыт может служить надежной проверкой?

Re: Ответ на вашу запись...

Не вижу противоречий. Тоже может. Хотя в этом случае равенство зафиксированных скоростей может означать не только инвариантность скорости света, но и наличие того самого эфира, который вроде как отвергает опыт Майкельсона. Таким образом, одного этого опыта будет недостаточно.

Вояджер подтвердил наблюдения. Т.е. удаление двух приемников на Земле и Вояджера на орбиту Нептуна на тот момент-показывали верными еорию.

Re: Ответ на вашу запись...

Как эксперимент ставился? Что-то помню, но детали сейчас сходу найти не могу.

>опыт Майкельсона-Морли

целью опыта Майкельсона-Морли было гл.обр. определить наличие/отсутствие эфира, а не измерение скорости света в разных системах отсчета

Re: Ответ на вашу запись...

Это да. Однако именно его называют доказательством. Которое как побочный эффект получилось.

>>>>Опыт вроде как не может служить даже доказательством постоянства скорости света во всех системах отсчёта. Он доказывает только то, что свет инвариантен в системе отсчёта, связанной с источником света (даже если этот источник в некоторой другой системе является движущимся).

ссылок не приведу, но где-то читал, что проводились опыты типа Майкельсоновского, в которых использовался свет удалённой звезды, а не земного источника света. Но, собственно, во всех этих опытах ведь и не измерялась скорость света непосредственно. Хотели измерить скорость эфира, как светоносной среды. Оказалось что эта скорость равна нулю вол всех экспериментах (если не считать одного неподтвержденного положительного результата Дэйтона Ч. Миллера в 1925 году)

>>>Во-вторых, самое главное, вывод «источник тогда бы нагнал свет» следует из скрытого предположения, что скорость испущенного света не зависит от скорости испускающего его источника.

Опять же, не помню где, поэтому без ссылок, читал, что вся теория относительности выросла из мысленного эксперимента Эйнштейна, пытавшегося представить, как выглядел бы свет с точки зрения наблюдателя, двигающегося с такой же скоростью. Очевидно, что в таком случае наблюдатель видел бы неподвижное электромагнитное поле, нечто вроде стоячей волны без резонатора. Эйнштейн посчитал, что это невозможно.

Re: Ответ на вашу запись...

> Эйнштейн посчитал, что это невозможно.

Это мне и странно. Когда фотон отражается от зеркала в строго противоположном направлении, очевидно в какой-то момент его скорость равна нулю. Вроде как ничего удивительного тут нет.

Причинно-следственная связь, конечно, не нарушается при наблюдении сигналов из прошлого. Если бы была возможность наблюдать сигналы из будущего - было бы нарушение. Таковая невозможность - прямое следствие СТО.
Инвариантность скорости света - постулат, на котором построена СТО. Прямых экспериментов по проверке инвариантности не припомню, впрочем здесь я не очень в теме.
В то же время следствия СТО, замедление времени, например, наблюдаются и с довольно хорошей точностью.


Да хрень всё это. Наблюдатель ничего не может видеть вообще, потому как в безвоздушном пространстве свет невидим, как и то что луч лазера тоже не видим со стороны...
Одна теория...И никаких практических опытов доказывающих эту самую релятивистскую теорию...типа разогнатся до скорости света с синхронизированными часами и доказать, что в часах возникла разница времени...

По-моему, инвариантность скорости света и ее максимальность, это не одно и то же)

Re: Ответ на вашу запись...

Собственно, тут два вопроса в одном: откуда известно, что скорость света — максимальная из возможных, и откуда известно, что скорость света не зависит от скорости источника?

Вообще-то, опыт Майкельсона-Морли сам по себе не доказывает „тотальной“ инвариантности скорости света. Опыт Майкельсона-Морли был поставлен для проверки гипотезы мирового эфира — через поиск „эфирного ветра“ (от движения Земли сквозь статичное эфирное пространство).

В результате обнаружилось, что „эфирный ветер“ отсутствует, а значит, гипотеза о статичном эфире как проводнике света и „тонких“ взаимодействий (магнетизм, гравитация &c) оказалась ошибочной. Поскольку в рамках классической механики (с чисто волновой моделью света) передача волны через пустоту была принципиально неописуемо, пришлось искать новые пространственно-временные представления за рамками ньютоновской системы. Что в итоге привело к концепции корпускулярно-волнового дуализма и Нобелевской премии Эйнштейну за объяснение фотоэффекта.

А СТО с постулатом об инвариантности световой скорости сложилась „по ходу дела“ как модель, позволяющая математически увязать классическую механику с „неклассической“.

Вкратце — примерно так.



Ну а т.н. „рассуждения“ вокруг опыта Майкельсона лишь показывают слабое понимание рассуждающими причин, идеи и механики означенного опыта Майкельсона.

В результате обнаружилось, что „эфирный ветер“ отсутствует, а значит, гипотеза о статичном эфире как проводнике света и „тонких“ взаимодействий (магнетизм, гравитация &c) оказалась ошибочной.

То, что в кабине сверхзвукового самолёта можно нормально разговаривать, не доказывает же, что сверхзвуковых скоростей не существует?

Независимость скорости света от скорости источника говорит о том что свет - волна. Но волна чего? Эфира-то обнаружить не удалось. Значит скорость света - нечто особенное, фундаментальное и ее нужно совать во все формулы.

Re: Ответ на вашу запись...

> Независимость скорости света от скорости источника

Как оно проверено-то? Опыт Майкельсона говорит только о том, что идея про эфир — неправильная. Причём, неправильная идея именно что про статичный эфир, относительно которого движется, в частности, Земля. А вот независимость скорости света от скорости источника с помощью такого опыта проверить в принципе невозможно.

Давайте начнём с Википедии. Смотрите в самое начало, "Создание СТО". Ещё в конце можно прочитать "Исторический очерк", тоже полезно.

Речь идёт о том, что в теории Максвелла, хорошо подтверждавшейся на практике, появилась такая сущность, как электромагнитное поле, в котором возмущения распространяются с постоянной скоростью вне зависимости от скорости движения источника возмущений. И эта постоянная скорость оказалась равной скорости света. Это первое.

Второе - то, что свет сам по себе - это волна. Поэтому её скорость в принципе не может зависеть от скорости источника света.

Ну и третье - в некоторый момент оказалось, что свет - это электромагнитная волна, т.е. волна возмущения того самого поля, существование которого вытекает из теории Максвелла.

Ну и дальше там тоже более-менее понятно. Если есть ещё вопросы, постараюсь ответить.

Edited at 2009-06-17 21:24 (UTC)

>Поэтому её скорость в принципе не может зависеть от скорости источника света.

если мы рассматриваем их в одной системе отсчета

Обыденная логика "здравого смысла" буксует в микромире. Не стоит её там применять.

Re: Ответ на вашу запись...

С помощью формальной логики и экспериментов, тем не менее, этот постулат должен выводиться.

http://n-t.ru/tp/ng/sev.htm

Столетняя эфирная война

"В настоящее время появился еще один метод удержания мифа. Публикуется много «шумовых» работ, в которых делается специально некомпетентная, либо специально неверная критика теории относительности. В этих статьях не делается серьезного анализа первоисточников, авторство Эйнштейна не подвергается сомнению, печатается его портрет, критика делается по какому-либо несущественному факту. Затем вдруг «обнаруживается», что теория относительности «объясняет» и этот факт и, следовательно, идеи Эйнштейна живут и торжествуют. Предполагается (и не без основания), что настоящие критические работы утонут в шумовых.

Ожесточённая борьба против теории относительности происходила с самого начала её появления. В то время (1905 – 1940) одной из самых сильных школ естествоиспытателей была германская школа. Она была традиционно одной из самых мощных в Европе и мире. С ней могли сравниться только французская и английская физические школы. Но, в принципе, немецкая, французская и английская школы представляли собой мощный единый отлаженный коллектив.

Большинство ученых германской школы восстало против теории относительности и Эйнштейна. Против самого Эйнштейна борьба шла по двум позициям: как апологета теории относительности и как её лжеавтора.

Однако релятивисты очень ловко использовали политические события в Германии и приход там к власти фашистов. Они перевели дискуссию по теории относительности в русло антисемитизма ученых, боровшихся против теории и Эйнштейна. Естественно, теория относительности на волнах этой борьбы против фашизма могла только выиграть, а учёные, боровшиеся против неё, были заклеймены."


Честно говоря, я может и предвзято отношусь, но меня несколько раздражает везде эти надписи Е=мс^2 и заявления, что Энштейн был самый умный человек на земле...

Как доказать «максимальность» скорости света

Опыт Майкельсона-Морли доказал, что мы не можем отличить состояние покоя от состояния равномерного движения. Этот факт был принят как первый постулат СТО.

Второй постулат, утверждающий, что скорость света не зависит от скорости источника, вероятно, тоже основывался на каком-то эксперименте, о котором я не знаю. Но это даже можно принять за очевидную аксиому, так как свет — волна (а скорость волны не зависит от скорости источника).

Из этих двух постулатом многими способами можно вывести факт, что скорость света — максимальна. Например, простейшие вычисления замедления времени (которое элементарно доказывается по теореме Пифагора методом двух движущихся зеркал — выше в комментариях, кажется, было видео с этикеткой на эту тему) покажут, что если два звездолета движутся быстрее скорости света друг относительно друга, то одному будет казаться, что время на втором идет вспять (т.е. следствие опережает причину — налицо процесс передачи информации; как известно, процессы без каузальной связи — без передачи информации — не имеют максимальной скорости распространения) Это каузальное противоречие и доказывает невозможность передвижения быстрее света.

Подобные доказательства могут быть получены из явления увеличения массы со скоростью, и, возможно, другими путями.

Re: Как доказать «максимальность» скорости света

Кстати насчёт того видео. А почему свет должен отражатся от другого корабля под углом? Ведь падать то он должен перепедикулярно, потому как скорость кораблей одинакова...Соответвенно, пока он отразится и вернётся корабль уже передвинется на растояние V*t равное времени долёта до другого корабля и возращения назад.
Потом два корабля летят со скоростью света и свет между ними тоже летит с такой же скоростью, т.е. для наблюдателя на астеройде и свет и корабли летят одинаково...
Я честно говоря, диву даюсь, корабли не рассматриваем, расматриваем только свет и заявляем о верности СТО.

На самом деле вся физика состоит только из теорий. Доказать истинность теории нельзя, невозможно придумать эксперимент, подтверждающий истинность. Вот опровергающие эксперименты - это запросто. Фальсифицируемость называется.

Поэтому пока теория дает правильные предсказания явлений - ее надо просто принимать. И пытаться опровергнуть экспериментами.

Или получить по пункту 17 минус 10 баллов.
http://webcenter.ru/~korn/science/crackpot.html

>Поэтому пока теория дает правильные предсказания явлений - ее надо просто принимать.

И где вы видели явления которые описаны в СТО? :D

(Удалённый комментарий)