Парадоксы Теории ОтносительностиОтветвление от темы "Время"

В каком смысле нонсенс?
Вышеприведенный пример опирается на относительность понятия одновременности.
Положим, на Марсе находятся два наблюдателя — один стационарный, другой летящий со скоростью 0.99c в направлении Земли. В один и тот же момент они получили изображение наблюдателя на Земле. Если стационарный увидит время на его ручных часах 12.00, то для летящего эти же часы будут показывать 12.17. Именно эту разницу в показаниях часов я условно называю «видением будущего».
Этот пример служит иллюстрацией невозможности абсолютного отсчета времени — понятие одновременных событий зависит от скорости наблюдателя. Поэтому предложенное Павлом определение времени как функции изменения пространства субьективно — для разных наблюдателей пространство будет эволюционировать во времени по разному.
СТО при этом указывает на абсолютную метрику, с которой будут согласны все наблюдатели.
В этой метрике расстояние между событиями определяется как

L = sqrt (dx^2 — (cdt)^2).

Т.е. абсолютны не пространство и время взятые по отдельности, а их соотношение выше => пространство-время неразрывны в конкретном математическом смысле.


Интересная гипотеза. Волновая природа квантовых частиц в пространстве-времени постулируется в транзакционной интерпретации, но про увязку временной протяженности частицы с массой я слышу впервые. В чем тогда особенность фотона, т.е. по какой причине фотон лишен массы?

Тогда давайте уточнять дальше. Если оба наблюдателя находятся на Марсе, то, следовательно, они получают изображение с Земли примерно в одной и той же точке пространства. Если они получают это изображение одновременно, то это не может быть одно и то же изображение, поскольку время движущегося наблюдателя замедлено, и он получает более раннее изображение с Земли. Следовательно, если стационарный наблюдатель фиксирует в этот момент на своих чассах 12.00, то движущийся наблюдатель должен фиксировать не 12.17, а 11.43. То есть это не «видение будущего», а «видение прошлого», о котором я говорил. Откуда взялось оно, ваше «видение будущего»? Если они получают одно и то же изображение, то не могут делать это одновременно и в одной и той же точке пространства. Именно потому, что одновременность эта, вледствие различия их скоростей, относительна. Это противоречит вашим же исходным условиям.

Сообщение отредактировал Gandalf - 16.8.2011, 13:00

Эта часть моей гипотезы пока плохо проработана (как и многие другие части ). Могу только сказать, что фотоны существуют в области, пограничной между прошлым и настоящим (помните мое утверждение, что граница между параллельными временами является областью нестабильности фундаментальных констант?). Т.е. они не совершают переходы между прошлым и настоящим (и тем более между настоящим и будущим), а пребывают на границе между ними. Пока находятся в свободном состоянии, конечно. Когда они поглощаются и излучаются, то меняют массу покоя тел, обладающих такой массой. Это — их вклад в формирование данной массы.

Более позднее. См. http://en.wikipedia.org/wiki/Relativity_of_simultaneity
Линия одновременных событий уходит вверх (т.е. в «будущее») в направлении движения.
Чем ниже наклон мировой линии обьекта, тем больше угол подьема линии его одновременных событий. В пределе, для фотона эти две линии сливаются на поверхности светового конуса.

Сообщение отредактировал Andrew - 16.8.2011, 16:55

Andrew, я не силен в английском. Есть русский дубликат этой страницы? Или может сами переведете? Только дословно.

Это следует из преобразований Лоренца. По русски вот здесь:

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BF%....81.D1.82.D0.B8

В англоязычной версии

http://en.wikipedia.org/wiki/Special_relativity#Simultaneity

— справа есть картинка. Траектории «красного» и «синего» наблюдателя находятся внутри светового конуса. Их линии одновременных событий (лежащие вне светового конуса) поднимаются наверх в сторону направления движения.


Как знакомо...
За несколько лет я убедился, что Рауха, несмотря на его задиристый стиль, и эпизодическую неправоту в деталях, как правило точен в общей картине. В частности, с Фейерабендом Рауха тоже оказался прав. В книге Ли Смолина «Проблема с Физикой» («Trouble with Physics») последний описывает свое личное общение с уже пожилым Фейерабендом, жившим тогда в Калифорнии. Смолин описывает как он в конце концов вынужден был признать правоту его аргументации. Научный метод — не панацея, в частности он не стал защитой от доминирования двух псевдо-научных химер — Дарвинизма и Теории Струн.
Экспериментальные данные могут использоваться для продвижения ошибочных теорий — путем фривольного введения и манипуляций с константами, и прочих лазеек. Что особенно наглядно в медицине, где корпорации, продвигающие то или иное лекарство — вновь и вновь находят способы обойти систему. Нередки случаи когда обе стороны — сторонники лекарства, и его критики — ссылаясь на результаты клинических испытаний — настаивают на взаимно противоположных выводах.
По сути, Фейерабенд аргументирует, что вопросы поиска истины не решаются алгоритмически, и в конечном счете решающий голос принадлежит интуиции.

Сообщение отредактировал Andrew - 17.8.2011, 19:32

Andrew, я вроде созрел для ответа. Начну с вашего последнего примера:



Вы правы, на изображении, что получит движущийся наблюдатель, часы будут показывать 12.17. Это потому, что время на Марсе и Земле с его точки зрения течет быстрее. И наоборот, его время с точки зрения наблюдателей на Марсе и Земле течет медленнее. (Относительность этой ситуации я пока не рассматриваю). Но это означает, что движущийся наблюдатель и покоящийся наблюдатель на Марсе получают разные изображения с Земли. Изображение, где часы показывают 12.00, движущийся наблюдатель уже получил, еще до того, как поравнялся с Марсом.

Теперь рассмотрим исходный пример:



Насколько я понимаю, для возникновения эффекта замедления времени важна лишь величина скорости, направление ее не играет роли. Направление влияет только на одновременность событий. Вы имели в виду то, что после мгновенного изменения направления движения этот наблюдатель может повторно получить изображение, которое он уже получил, двигаясь к Земле? И что, быстро отправив на Землю изображение будущего, сумеет доставить его к моменту его возникновения? Да, действительно получается парадокс. В том смысле, что, с одной стороны, для всех наблюдателей этот момент уже прошел, а с другой стороны, за счет относительности одновременности, он еще не прошел для наблюдателя на Земле.

Здесь возможны два объяснения. Во-первых, мгновенное изменение такой скорости невозможно, по крайней мер, с помощью сегодняшней техники. Ведь сама неотносительность положения движущегося и покоящихся наблюдателей возможна только в предположении неинерциальности системы отсчета движущегося наблюдателя. Иначе эффект замедления времени тоже будет относительным (парадокс близнецов), и все вообще запутается.

Во-вторых, если все же допустить возможность мгновенного изменения направления движения, мы получаем причинный парадокс, подобный парадоксу убийства собственного дедушки. Возможное решение последнего я давно предложил — это изменение всей реальности при нарушенни в ней причинности подобно тому, как это описано у Азимова в «Конце Вечности». (И даже предложил это решение для объяснения волновых свойств микрочастиц). Точно также мгновенный разворот в пространстве движущегося наблюдателя в вашем парадоксе должен либо уничтожать будущее изображение с Земли, либо исключать возможность его отправки обратно на Землю...



Пока у меня только один вопрос — вас оскорбляют мои дилетантские попытки рассуждать о проблемах физики?... Второй вопрос я задавал ранее. Точнее, просил прочитать мою «Сказку Творения» и сказать, что вы о ней думаете...

Сообщение отредактировал Gandalf - 19.8.2011, 14:11

Для обоих наблюдателей — подвижного и стационарного — время другого наблюдателя будет идти медленней. 12.17 идет не от убыстрения времени, а от факта смещения линии одновременных событий в «будущее» другого наблюдателя (при встречном движении).


Верно.


Он его получил, двигаясь к Земле, и послал назад на Землю после своего разворота.


Именно :-)


Поэтому проще говорить о 0.99c. A изменения направления скорости можно избежать используя движущиеся зеркала. Одно из них движется к Земле, другое — от Земли — оба со скоростью 0.99c. В момент получения изображения с Земли первым зеркалом, оно отражает его встречному зеркалу — которое посылает его назад на Землю.Тогда не будет необходимости в ускорениях.


При соблюдении предельности скорости света — нарушения причинности удастся избежать. В лучшем случае наблюдатель на Земле получит изображение своего действия в момент его совершения.

Я этот случай оговаривал. При относительности обеих систем отсчета получается парадокс близнецов, когда невозможно сказать, кто из них постареет, а кто останется молодым. Этот парадокс решается предположением о неинерциальности системы отсчета движущегося наблюдателя, т.е. тем, что для создания разницы скоростей именно ему приходится длительное время двигаться (в ракете) с ускорением. В вашем парадоксе ситуация такая же, иначе нарушение причинности будет симметричным.



Вы, наверное, не поняли. Я имел в виду, что к Земле он отправляет изображение, которое получил в последний момент перед разворотом. А то, изображение, которое он получит сразу же после разворота, он уже получал за некоторое время до разворота.



Да, так можно сделать. Но эта система отсчета тоже будет неинерциальной.



Нарушение причинности все равно есть. Оно именно в том, что «наблюдатель на Земле получит изображение своего действия в момент его совершения». Нет промежутка времени, в течение которого изображение передается к движущемуся наблюдателю и обратно. (А с зеркалами еще и по дополнительной петле). Я уже не говорю о случае, когда изображение приходит до соответствующего действия наблюдателя на Земле...

Сообщение отредактировал Gandalf - 23.8.2011, 12:36

В парадоксе близнецов сравнивается суммарное время прошедшее на часах каждого из них. Мой пример о другом. В нем сравниваются текущие показания часов наблюдателя на Земле, с точки зрения движущегося и неподвижного наблюдателей на Марсе. В данном случае предистория ускорений/замедлений наблюдателей не играет никакой роли.


Теперь понял. Да, сразу же после разворота он будет смотреть в «прошлое», которое, разумеется, он уже видел до разворота.


Почему?


Можно сказать что тут причинность нарушена в легкой форме, с точки зрения нашей интуиции. Главное, что тут не удастся создать логические парадоксы, навроде путешествий в прошлое, убийства своего деда и т.п.


Это потребует сверхсветовых скоростей сигнала.

Почему же о другом? Именно от этой предыстории зависит относительность или неотносительность систем отсчета неподвижных и движущегося наблюдателей, и, соответственно, текущие показания их часов. Либо эти показания полностью относительны, либо они фиксированы, исключая эффект относительности одновременности... Разумеется, если считать, что такое решение парадокса близнецов (предыстория различия скорости) ошибочно, то остается только полная относительность неподвижных и движущейся систем отсчета...



Не смотреть в прошлое, а по новой воспринимать старую последовательность событий. Для него это такая же реальность, как и для наблюдателя на Земле, только повторно воспринимаемая.



Возьмем вместо ключевого события не поднятие руки наблюдателем на Земле, а попадение его под машину. Получив сообщение об этом от движущегося наблюдателя, он может избежать ДТП. Чем не парадокс убийства деда?...



Что я и имел в виду. Ваш парадокс допускает это...

Предистория влияет на текущие показания часов. Но для относительности систем отсчета достаточно неускоренного движения наблюдателей в рассматриваемый момент времени.
Разница в показаниях часов 12.00 и 12.17 регистрируется двумя наблюдателями на Марсе находящимися в инерционных системах отсчета. На картинку полученную ими с Земли влияет лишь их текущая скорость, предистория их движения не играет роли.
Когда мы посылаем сигнал назад на Землю — парадокс близнецов обходится системой состоящей из двух заранее разогнанных в противоположные стороны зеркал. Т.е. на всем протяжении нашего мысленного эксперимента все наблюдатели двигаются без ускорения, поэтому отсутствуют какие либо эффекты связанные с неотносительностью систем отсчета.


Предельность скорости света постулируется в СТО. Если выходить за рамки последней, то допускает, если оставаться в них — то мирозданию удается избежать парадоксов.

Сообщение отредактировал Andrew - 24.8.2011, 22:24

Тогда это еще одна разновидность парадокса близнецов. Ясно, что предыстория в этой ситуации имеет место — это разгон зеркал (движущегося наблюдателя) до околосветовой скорости. Но вот разгон прекратился, и вроде бы наступила полная относительность движущейся и покоящихся систем отсчета. В какой мере эта относительность «перевешивает» неотносительность данных систем при разгоне? Можно ли игнорировать в этом случае предысторию? Или для чистоты эксперимента нужно подождать лет сто, чтобы стационарная ситуация перекрыла по времени предысторию?...



Парадокс здесь именно в том, что если не учитывать разгон, то непонятно, какой из братьев-близнецов окажется старше после их воссоединения. Разгон, наоборот, устраняет этот парадокс. А то, что при таком воссоединении один из братьев должен оказаться старше, — это всего лишь следствие СТО.

Системой зеркал обходится не парадокс, а разгонное решение этого парадокса. Точнее, устраняется дополнительная разгонная петля, не позволяющая создать причинный парадокс за счет эффекта относительности одновременности.



Эффект относительности одновременности событий следует из этого же постулата. В вашем парадоксе этот эффект позволяет превысить предельную скорость. И закрывать на это глаза ради спасения мироздания в науке не принято...

Перекрывать нечего, поскольку единственный эффект предистории — отставание часов зеркала — не играет для нас никакой роли. Что, однако, существенно — когда оно долетит до Марса, его линия одновременных событий будет идти от Марсианского настоящего, в земное «будущее» (и, соответственно, в земное «прошлое» для другого зеркала).


Но мы же не ставим такой вопрос. Все что нам нужно от разогнавшихся зеркал — отражение сигнала полученного ими с Земли — назад.
Разумеется, если мы пошлем разогнавшееся зеркало назад на Землю — то станет очевидным отставание его часов в сравнении с часами наблюдателя на Земле.


Именно.


В примере скорость света остается постоянной. Эффект достигается за счет относительности одновременности. Если мы откажемся от последней, тогда единственным обьяснением парадокса действительно будет превышение скорости света. Но это противоречило бы СТО.


В расматриваемом примере, как ни крути, не удастся передать изображение наблюдателю до совершения им дейстия. Т.е. с этой стороны мироздание в безопасности.

Вобщем, согласен. Вы опять правы. Попробовал прицепиться к тому, что мгновенный разворот движущегося наблюдателя неэквивалентен системе встречно движущихся зеркал, поскольку при этом вместо двух наблюдателей (на Земле и в ракете) получаются три (на Земле и в двух встречно движущихся ракетах с зеркалами). Но при просчете ситуации для каждого из трех наблюдателей все равно получается причинный парадокс. Независимо от предыстории. Хочу только добавить по поводу следующего:



Мне кажется, что здесь даже не нужно возвращение движущегося наблюдателя на Землю. Возвращение нужно лишь потому, что вращение в ОТО абсолютно в любой системе отсчета. (По крайней мере, при усреднении всех вращающихся систем отсчета картина, даваемая ОТО, не совпадает с наблюдаемой космологической картиной). Возвращение движущегося наблюдателя на Землю — это тоже своего рода вращение. При наличии лишь одной половинки такого вращения ситуация, вроде бы, симметрична. Однако в ОТО неотносительно не только вращение, но и поступательное ускорение, поскольку нет полной эквивалентности между полем такого ускорения (полем инерции) и полем тяготения. Поэтому я бы сказал, что предыстория есть и в случае только одной половинки разгона. Она обусловлена тем, что Земля и ускоряющееся относительно нее тело, находятся в неравном положении относительно системы отсчета «далеких звезд». Или, что равносильно, относительно абсолютного пространства...



В этом и смысл вашего парадокса. Одно вытекает из другого, а в результате — противоречие...



Почему? Вы ведь согласились вроде бы, что это возможно. Ограничением является только сам запрет СТО на сверхсветовые скорости, но не рассматриваемая ситуация...

Andrew, у меня есть соображение, что эффект Саньяка родственен вашему парадоксу. Не хотите его обсудить?...

Сообщение отредактировал Gandalf - 28.8.2011, 0:08