Пространство-время и конечность скорости света

Полезные ссылки:
Метеоцентр.Азия - наш сайт с высокодетализированными прогнозами погоды по пунктам Pоссии и мира
Облегчённая версия Метеоклуба (для смартфонов)

Пространство-время и конечность скорости света

Сейчас в Метеоклубе:
Участников - 1 [ Ottomin ]
Максимальное одновременное количество посетителей: 308 [2 Ноя 2013 22:42]
Гостей - 296 / Участников - 12

 - Начало - Ответить - Статистика - Pегистрация - Поиск -

МЕТЕОКЛУБ : независимое сообщество любителей метеорологии (Европа и Азия) : ФОРУМ О ПОГОДЕ И ПРИРОДЕ / Разное / Пространство-время и конечность скорости света
. 1 . 2 . 3 . 4 . >>
Автор Сообщение
kostian
Участник

В печали. Нет бессмысленной войне!
# Дата: 24 Jun 2015 23:54


Поскольку в теме "Парадокс близнецов" отписался неугодный мне участник, я не могу в ней ответить. В то же время GAO поднял очень интересный вопрос конечности скорости света:

В частности у меня вызывает большое сомнение, что скорость света является предельной (да и вообще непонятно почему должна существовать предельная скорость). Ведь сам свет пока не конца изучен и есть две признанные теории его объясняющие, по одной из которых свет имеет массу, а по другой он бесплотен как дух святой. :)

Предлагаю обсудить его здесь и надеюсь, что неугодный участник не будет совать сюда свой вездесущий нос.

kostian
Участник

В печали. Нет бессмысленной войне!
# Дата: 24 Jun 2015 23:56 - Поправил: kostian


Итак, почему же скорость света конечна. Начнем с того, что это давно доказанный и общепризнанный факт. Конечность скорости света принимается за аксиому, постулат, на котором строится специальная теория относительности. Почему она конечна, никто не знает: это просто свойство пространства-времени, в котором существует наша Вселенная и в котором мы все живем.

Что такое пространство? Это не абсолютная пустота! Существует такое понятие, как физический вакуум. Физическим вакуумом называют полностью лишенное вещества пространство, заполненное полем. Квантовая теория поля утверждает, что, в согласии с принципом неопределённости, в физическом вакууме постоянно рождаются и исчезают виртуальные частицы: происходят так называемые нулевые колебания полей. Вот этот физический вакуум, по всей видимости, обладает ограниченной проницаемостью, ограничивая скорость распространения электромагнитных колебаний и взаимодействий скоростью света.

Мы живем в четырехмерном пространстве-времени и постоянно движемся, хотим мы этого или нет, в четырех координатах: трехмерном пространстве и времени. Чем медленнее мы перемещаемся в пространстве, тем медленнее - во времени и наоборот. В первом предельном случае, когда мы стоим на месте и никуда не движемся в пространстве, все наше движение происходит в координате времени. В другом предельном случае, когда мы движемся со скоростью света в пространстве, движение во времени останавливается! Таким образом, для квантов света, фотонов, время не определено. Если бы мы могли поместить часы на фотон, то мы бы увидели, что они стоят на протяжении всего полета фотона от начальной точки к конечной.

Из конечности скорости света следует множество удивительных вещей. Прежде всего - это минимально возможные кванты времени и пространства.

Т.е. мы живем не в непрерывном пространстве-времени, а в квантованном! Это как в компьютере, в котором все файлы состоят из элементарных битов, а процессы и вычисления дискретны.

Планковское время - фундаментальная константа. Это время, за которое частица, двигаясь со скоростью света, преодолеет планковскую длину.

Планковская длина — естественная единица длины, поскольку в неё входят только фундаментальные константы: скорость света, постоянная Планка и гравитационная постоянная.

Измерение положения физических объектов с точностью до планковской длины невозможно. Проведём следующий мысленный эксперимент. Допустим, мы хотим определить положение объекта и посылаем на него поток электромагнитного излучения, то есть фотоны. Чем больше энергия фотонов, тем короче их длина волны и тем более точным будет измерение. Если бы фотон имел энергию, достаточную для измерения объектов размером с планковскую длину, то при взаимодействии с измеряемым объектом он сколлапсировал бы в микроскопическую чёрную дыру и провести измерение было бы невозможно. Таким образом, планковская длина накладывает фундаментальные ограничения на точность измерения длины.

kostian
Участник

В печали. Нет бессмысленной войне!
# Дата: 25 Jun 2015 00:06


Скорость - это длина, деленная на время.

v = l / t

Бесконечную скорость мы можем получить только в том случае, если в знаменателе стоит 0, т.е. если время течет непрерывно и мы можем рассмотреть сколь угодно малый промежуток времени. Но мы знаем, что существует минимально возможный промежуток времени - планковское время, имеющее порядок 10^(-43) c. Также существует минимально возможная длина - планковская длина, имеющая порядок 10^(−35) метров. Поделив одно на другое, мы получим порядок скорости 10^8 м/с, т.е. скорость света.

Таким образом, мы видим, что физика - это очень занимательная наука. :)

Sadovnik
Участник

# Дата: 25 Jun 2015 06:43


kostian
Физическим вакуумом называют полностью лишенное вещества пространство, заполненное полем.
А микрочастица - это вещество?

kostian
Участник

В печали. Нет бессмысленной войне!
# Дата: 25 Jun 2015 11:23


Sadovnik
А микрочастица - это вещество?

А кирпич - это дом?

kostian
Участник

В печали. Нет бессмысленной войне!
# Дата: 25 Jun 2015 11:35 - Поправил: kostian


GAO
на сегодняшний день невозможно зафиксировать сверхсветовую скорость

Вы все с ног на голову ставите и не можете понять одну простую вещь: скорость света - это предельно возможная скорость, т.к. физический вакуум наполнен виртуальными частицами, оказывающими сопротивление движению. Чтобы достичь скорости света, материальному объекту нужно получить бесконечно большую энергию. Рассуждения о сверхсветовых скоростях вообще не имеют физического смысла. Представим себе, что мы каким-то образом может заставить объект двигаться со скоростью v > c. Но если такое возможно, значит возможно и движение света со скоростью v! Чем свет хуже нашего объекта?


Sadovnik
не просто самая большая на сегодня скорость, а что удивительно, не зависящая от системы отсчета

Движение материальных объектов, имеющих ненулевую массу, со скоростью больше, чем скорость света невозможна. Но можно попробовать увеличить саму скорость света, понизив энергию вакуума. В этом случае (см. вакуум Казимира) плотность виртуальных частиц уменьшится, сопротивление движению света снизится и он сможет разогнаться до более высокой скорости, т.е. будет наблюдаться эффект Шарнхорста.

Vetragor
Участник

Не надо раскачивать яхту, а то олигархов тошнит. И рабы на галерах не справляются с управлением.
# Дата: 25 Jun 2015 11:57


kostian
Что такое пространство? Это не абсолютная пустота! Существует такое понятие, как физический вакуум. Физическим вакуумом называют полностью лишенное вещества пространство, заполненное полем.
Рассуждения о сверхсветовых скоростях вообще не имеют физического смысла. Представим себе, что мы каким-то образом может заставить объект двигаться со скоростью v > c. Но если такое возможно, значит возможно и движение света со скоростью v! Чем свет хуже нашего объекта?

А упомянутое вами поле не может ли распространяться быстрее скорости света? И не распространяется ли любой свет уже в возникшем перед ним поле?

kir_vik
Участник

Рязань
# Дата: 25 Jun 2015 12:20


Хокинг предположил что наш мир это голограмма.

Vetragor
Участник

Не надо раскачивать яхту, а то олигархов тошнит. И рабы на галерах не справляются с управлением.
# Дата: 25 Jun 2015 12:23


kir_vik

Хокинг совсем не нов в этом своём предложении.

GAO
Участник

Россия, Краснодарский край (запад)
# Дата: 25 Jun 2015 16:02


kostian
Представим себе, что мы каким-то образом может заставить объект двигаться со скоростью v > c. Но если такое возможно, значит возможно и движение света со скоростью v!

Вовсе нет, Вы плохо представляете себе суть этого процесса. Чтобы было понятно постараюсь объяснить это по аналогии со звуком. Как известно звук распространяется в воздухе с определённой скоростью, но ведь есть и самолёт способный лететь быстрее скорости звука. Представьте такое: есть источник звука (света) - реактивный самолёт (далёкая звезда), есть среда в которой звук (свет) распространяются, т.е. воздух (космос) и есть приёмник звука (света) наблюдатель. Что будем видеть в результате? А то, что скорость распространения волн (звуковых и световых) не является предельной.

Подтверждения? - Есть и они.
Признано, что Вселенная расширяется (теория Большого Взрыва), одним из доказательств этого является Красное Смещение. Т.е. все звёзды разлетаются из одной точки и расстояние между ними постоянно увеличивается. Причём начальные скорости разлёта близки к световой. Логично предположить, что в процессе разлёта их траектории искривляются из-за гравитационных влияний, а скорости могут увеличиваться и уменьшаться. В результате становятся возможны случаи когда скорости некоторых звёзд превышают световую.

Что будет видеть наблюдатель на Земле когда свет от такой звезды достигнет Земли?

А подобное тому, как когда звуковая волна от сверхзвукового самолёта достигает земной поверхности - звуковой удар, только он будет световой. И это не что иное, как вспышки Сверхновых звёзд.
Понятно, что этим безобидным явлением ограничивается только тогда, когда эта световая волна от очень далёкой звезды летящей со сверхсветовой скоростью. А если такая звезда не очень далеко, то эта волна вызовет страшную катастрофу на Земле. Не этим ли объясняется столь быстрая гибель динозавров?

Всё это моё личное предположение, не основанное на чужих мнениях.

surok
Участник

Санкт-Петербург (север)
# Дата: 25 Jun 2015 16:40


GAO

Представьте такое: есть источник звука (света) - реактивный самолёт (далёкая звезда)

Аналогия некорректна, так как звуковой удар - это не звук, издаваемый объектом, а ударная волна из-за его движения в среде со скоростью большей, чем распространяются колебания этой среды.

Причём начальные скорости разлёта близки к световой. Логично предположить, что в процессе разлёта их траектории искривляются из-за гравитационных влияний, а скорости могут увеличиваться и уменьшаться. В результате становятся возможны случаи когда скорости некоторых звёзд превышают световую.

А почему скорость должна увеличиться? Но даже если бы она увеличилась, то это не означает, что она превысит световую.

Tintagel
Участник

Россия, Коломна
# Дата: 25 Jun 2015 17:12


surok
А почему скорость должна увеличиться?

Потому что она реально увеличивается - Вселенная расширяется с ускорением. Именно этот факт вынудил физиков ввести в обиход понятие "тёмная энергия".

GAO
Всё это моё личное предположение, не основанное на чужих мнениях.
Очень интересно читать Вашу альтернативную теорию мироздания:) Но, к сожалению, многое не выдерживает критики.

surok
Участник

Санкт-Петербург (север)
# Дата: 25 Jun 2015 17:14


Tintagel
Вселенная расширяется с ускорением

GAO указывал на начальные скорости разлёта, близкие к световым.

GAO
Участник

Россия, Краснодарский край (запад)
# Дата: 25 Jun 2015 17:59


surok
Аналогия некорректна, так как звуковой удар - это не звук, издаваемый объектом, а ударная волна из-за его движения в среде со скоростью большей, чем распространяются колебания этой среды.

Либо Вы не поняли, либо я плохо объяснил. :)
Что есть ударная волна от самолёта? Это тот же звук. Хотя и не издаваемый двигателем самолёта. Что мы слышим когда такая волна от самолёта летящего на большой высоте приходит к нам? Звук похожий на выстрел из пушки и затем постепенно затухающий шум двигателя. А как выглядит появление Сверновой? Резкая вспышка и затем постепенное её затухание. Т.е. и сам "удар", и то, что после него, воспринимается в одном случае в виде звука, а в другом в виде света. И совершенно неважно что издаёт звук или свет в первый момент. Так что аналогия здесь полная.
Но это, разумеется, если волны приходят издалека. В случае относительно небольшого расстояния до самолёта или звезды последствия будут совсем другие.

GAO
Участник

Россия, Краснодарский край (запад)
# Дата: 25 Jun 2015 18:01


Tintagel
Очень интересно читать Вашу альтернативную теорию мироздания:) Но, к сожалению, многое не выдерживает критики.

А Вы покритикуйте, попробуйте. :)

Max_F
Участник

# Дата: 25 Jun 2015 18:14


Однородное и изотропное расширение Вселенной может свидетельствовать, видимо, о наличии по крайней мере еще одного пространственного измерения. В некоторых моделях Вселенная и описывается как гиперсфера, в других моделях - как седло.

Tintagel
Участник

Россия, Коломна
# Дата: 25 Jun 2015 18:38


GAO

Ну, перво-наперво насчёт сверхновых: их появление вовсе не соответствует приходу "ударной волны" - они разгораются далеко не мгновенно, а за срок примерно полсуток и более. Затухают они тоже по разному - есть сверхновые 1 и 2 типов, резко отличающиеся друг от друга именно по этому признаку.

Далее: сверхсветовая "ударная волна" физикам давно известна - это эффект Вавилова-Черенкова, вызываемый частицей, движущейся в среде(не в вакууме) со сверхсветовой скоростью. Насколько знаю, излучение Вавилова-Черенкова не имеет ничего общего с излучением Сверхновой - по её спектру легко определяется скорость расширения оболочки звезды при взрыве, и она очень далека от световой (10-15% от С максимум).

Признано, что Вселенная расширяется (теория Большого Взрыва), одним из доказательств этого является Красное Смещение. Т.е. все звёзды разлетаются из одной точки и расстояние между ними постоянно увеличивается.

Это неверное утверждение - материя Вселенной вовсе не разлетается "из одной точки". Никакой выделенной точки во Вселенной нет, а БВ произошёл сразу везде, во всём объёме Вселенной. Именно поэтому мы имеем возможность до сих пор принимать реликтовое излучение (достаточно включить телевизор на пустом канале - рябь на экране и будет этим самым РИ). Если-бы БВ произошёл в одной выделенной точке - РИ давно бы от нас улетело чёрт-те куда.

ded
Участник

наро-фоМИНСК
# Дата: 25 Jun 2015 18:54


kostian все это было бы верным, если не одно но... достоверно не известно, что было с пространством и временем ДО большого взрыва, т.е до того мемента, который считается началом рождения нашей видимой Вселенной.

И еще момент, вспомним фильм ,Звездные врата, ГДЕ выдвинута гипотеза тоннельного перемещения, явно со скоростью бОльшей, чем скорость света.

GAO
Участник

Россия, Краснодарский край (запад)
# Дата: 25 Jun 2015 19:09 - Поправил: GAO


Tintagel
Ну, перво-наперво насчёт сверхновых: их появление вовсе не соответствует приходу "ударной волны" - они разгораются далеко не мгновенно, а за срок примерно полсуток и более.

И чем же это противоречит? Ведь известно, что чем дальше источник звука (света), тем медленнее нарастает фронт "удара".

Никакой выделенной точки во Вселенной нет, а БВ произошёл сразу везде, во всём объёме Вселенной. Именно поэтому мы имеем возможность до сих пор принимать реликтовое излучение (достаточно включить телевизор на пустом канале - рябь на экране и будет этим самым РИ). Если-бы БВ произошёл в одной выделенной точке - РИ давно бы от нас улетело чёрт-те куда.

Реликтовое излучение совсем не обязательно является продуктом самого взрыва. И, кроме того, рябь на экране телевизора вызывается вовсе не им, а собственными шумами входных каскадов, а также атмосферными и промышленными помехами (уж тут-то я спец). :)
Но, главное, я так не понял чем именно наличие реликтового излучения противоречит моему предположению - я ведь не утверждаю, что электромагнитное излучение, а свет это его частный случай, может двигаться быстрее скорости скорости света.

Tintagel
Участник

Россия, Коломна
# Дата: 25 Jun 2015 19:41


GAO
И, кроме того, рябь на экране телевизора вызывается вовсе не им, а собственными шумами входных каскадов, а также атмосферными и промышленными помехами (уж тут-то я спец). :)

http://hepd.pnpi.spb.ru/ioc/ioc/line06910/n1.htm
Реликтовое излучение было открыто в 1964 году Пензиасом и Вильсоном (Нобелевская премия 1978 года), которые наблюдали его как неустранимый шум в радиотелескопах. В принципе, подобный шум в виде блёсток все мы можем видеть на экранах своих телевизоров, когда отключается передатчик телевизионного сигнала.

Впрочем, возможно, это и распространёное заблуждение - не суть.

Но, главное, я так не понял чем именно наличие реликтового излучения противоречит моему предположению - я ведь не утверждаю, что электромагнитное излучение, а свет это его частный случай, может двигаться быстрее скорости скорости света.

Оно противоречит тому, что "эвёзды разлетаются из одной точки".

И чем же это противоречит? Ведь известно, что чем дальше источник звука (света), тем медленнее нарастает фронт "удара".

А формула этой зависимости имеется? Соответствуют ли ей видимые изменения блеска сверхновых, наблюдаемых на разных расстояниях?

GAO
Участник

Россия, Краснодарский край (запад)
# Дата: 25 Jun 2015 20:01


Tintagel
Впрочем, возможно, это и распространёное заблуждение - не суть.

Да, эаблуждение.

Оно противоречит тому, что "эвёзды разлетаются из одной точки".

Да, я так написал, но даже если это не так, то ничего не меняется. Главное, что звёзды разлетаются.

Ведь известно, что чем дальше источник звука (света), тем медленнее нарастает фронт "удара".

А формула этой зависимости имеется? Соответствуют ли ей видимые изменения блеска сверхновых, наблюдаемых на разных расстояниях?


Вот этого я не знаю, но мне хорошо известно, что на этом принципе (вместе с некоторыми другими) устроена пассивная радиолокация. Это когда радар ничего не излучает, но тем не менее определяет расстояние до объекта по его излучению.

kostian
Участник

В печали. Нет бессмысленной войне!
# Дата: 25 Jun 2015 22:15 - Поправил: kostian


GAO
Что будет видеть наблюдатель на Земле когда свет от такой звезды достигнет Земли?

Каким образом свет от звезды может достичь наблюдателя, если она удаляется от него со сверхсветовой скоростью, поясните, пожалуйста. Вообще, корректнее говорить от галактиках, поскольку на таких больших расстояниях, где скорость расширения пространства становится сверхсветовой, отдельные звезды не видны, видны только галактики или квазары.

GAO
Участник

Россия, Краснодарский край (запад)
# Дата: 25 Jun 2015 22:23


kostian
Каким образом свет от звезды может достичь наблюдателя, если она удаляется от него со сверхсветовой скоростью, поясните, пожалуйста.

Без проблем! Представьте себе удаляющуюся звезду летящую по траектории отличающейся от траектории Земли в несколько градусов. Представили? Если да, то будет понятно, что у звезды летящей со сверхсветовой скоростью вовсе не обязательно будет такая же скорость по отношению к Земле.

kostian
Участник

В печали. Нет бессмысленной войне!
# Дата: 25 Jun 2015 22:25


GAO
Вы плохо представляете себе суть этого процесса.

Нет, это вы плохо представляете себе суть процесса расширения Вселенной. Не звезды или галактики разбегаются во все стороны, а само пространство расширяется, в результате чего расстояние между галактиками или, точнее, между гравитационно не связанными скоплениями галактик, становится все больше и больше.

kostian
Участник

В печали. Нет бессмысленной войне!
# Дата: 25 Jun 2015 22:38


GAO
у звезды летящей со сверхсветовой скоростью

Сверхсветовая скорость относительно чего, относительно какой системы отсчета?

kostian
Участник

В печали. Нет бессмысленной войне!
# Дата: 25 Jun 2015 22:42


GAO
Причём начальные скорости разлёта близки к световой.

Видимо для вас является новостью то, что в начальный период существования Вселенной, этот период называется стадией инфляции, скорость ее расширения была значительно выше световой, а не близкой к световой.

GAO
Участник

Россия, Краснодарский край (запад)
# Дата: 25 Jun 2015 23:04


kostian
Сверхсветовая скорость относительно чего, относительно какой системы отсчета?

Относительно изотропного пространства.

Видимо для вас является новостью то, что в начальный период существования Вселенной, этот период называется стадией инфляции, скорость ее расширения была значительно выше световой, а не близкой к световой.

Ну, это так считается, пока. Впрочем, на моё предположение, что скорость света не является предельной, это никак не влияет. Или Вы тоже так предполагаете и мы понапрасну спорим?

kostian
Участник

В печали. Нет бессмысленной войне!
# Дата: 25 Jun 2015 23:35 - Поправил: kostian


GAO
Относительно изотропного пространства.

Ну допустим. А каким образом звезда достигла скорости света? Для этого ей необходимо было сообщить бесконечно большую энергию. Бесконечной большой энергии во Вселенной нет.

скорость света не является предельной

СТО не запрещает сверхсветовое движение в том случае, если не передается информация или энергия. К примеру, солнечный зайчик по стене может вполне бежать со сверхсветовой скоростью, но никакой передачи информации при этом не будет.

GAO
Участник

Россия, Краснодарский край (запад)
# Дата: 26 Jun 2015 17:43


kostian
А каким образом звезда достигла скорости света?

Вы ещё спросите как она образовалась! :)
Я всего лишь предполагаю, что скорость света не является предельной и объяснил почему. Да и что существует предельная скорость у меня большие сомнения.

kir_vik
Участник

Рязань
# Дата: 26 Jun 2015 18:21


GAO
А меня вот засыпали авторитетами, что предел существует.

. 1 . 2 . 3 . 4 . >>
Ваш ответ

          Отменить *Что это?

 » Логин  » Пароль 
 
 


Поддержка: miniBB forum software © 2001-2024