Андрей Береговский
октябрь 2016.
20941

Если сейчас посмотреть на Землю в супермощный телескоп с планеты, которая находится на расстоянии 4 световых лет, можно ли увидеть прошлое?

Ответить
Ответить
Комментировать
1
Подписаться
7
5 ответов
Поделиться

Вы увидите Землю четыре года назад. Все логично. Если письмо из города A в город B идет 2 дня, можно ли узнать прошлое? Да, вы узнаете информацию о городе A двухдневной давности. 

Единственное принципиальное отличие тут только в том, что для той планеты невозможно узнать, что на Земле было 3 года назад. И более того, не имеет смысл говорить, что два события X и Y произошли одно раньше другого, если расстояние между этими событиями больше, чем свет пройдет за время между этими событиями. Будут такие наблюдатели, для которых X произошло раньше, а будут те, для которых Y (они будут двигаться в разных направлениях и с разными скоростями относительно Земли). В связи с этим говорят, что одновременность относительна, причинно-следственную связь раньше-позже можно установить только для тех событий, между которыми успеет пролететь свет.

57
-2

Теоретически, возможно ли тогда "смотреть в прошлое" в том случае, если, например, будет разработана телепортация на сверхдальние расстояния (в световые годы)?

+2
Ответить

Это конечно да, но если разработать телепортацию в наивном ее смысле, можно будет делать вещи и похлеще, например отправлять сообщения в прошлое. Ведь всегда можно будет выбрать точку, которая дальше чем скорость света умножить на время телепортации. А одновременность относительна, и будут наблюдатели, для которых мы переместились в прошлое. Нарушая причинность, то есть распространение любых взаимодействий со скоростью меньше или равной световой, мы рушим костяк почти любой теории, которая основывается на теории относительности.

Что касается телепортов как дыр в пространстве, там не все так просто, можно сделать такую дыру, которая не нарушала бы причинность и не позволяла бы отправлять информацию в прошлое. Там свои есть критерии, и я не смогу их сейчас любительски нормально изложить. Но часто даже если одна дыра не нарушает причинность, то две рядом могут ее нарушить. Так что в целом дыры в пространстве противоречивы и плохая новость для теории. Правда, чтобы теория их разрешала, нужны очень и очень специфические условия.

+9
Ответить

Немного странно. Почему свет считается мерилом времени?

-12
Ответить
Ещё 12 комментариев

Надо было идти на факультет физики:(
Спасибо, всё очень круто объяснили!

0
Ответить

Это результат долгих размышлений и анализа ученых конца 19 - начала 20 века. По сути, краеугольным камнем тут является то, что скорость света постоянна для любых наблюдателей, это наблюдательный факт и главный постулат теории относительности. То есть если Вы стоите с фонариком на земле, свет из него летит со скоростью где-то 300000 км/с, для самолета, который летит вдоль луча, как ни странно, измеренная скорость света будет такой же. И даже для спутника на орбите, летящего со скоростью, скажем, 9 км/с, скорость будет не 299991 км/с, а такой же 300000 км/с.

Отсюда следует относительность одновременности. Например, пусть по железной дороге с большой скоростью несется вагон, посреди него стоит человек. В концы вагона одновременно для Вас ударяют две молнии. Будут ли они одновременны для человека в вагоне? Нет. Почему? С Вашей точки зрения, свет от молнии по направлению движения дойдет быстрее, чем против, потому что человек движется на этот свет. Так оно, разумеется, и будет. А с точки зрения человека в вагоне, скорость света постоянна и не зависит от направления его движения, и, так как он стоит в середине, раз свет дошел быстрее спереди, значит туда молния ударила раньше. Контринтуитивно - да, но таким сложным образом природа себя ведет.

Надеюсь, вы почувствовали роль света в синхронизации времени. Дело здесь не в особой природе света, а в том, что все взаимодействия с безмассовыми частицами-переносчиками ведут себя так. И свет, и гравитация. Это свойство отсутствия массы у фотона, двигаться с предельно возможной для частицы скоростью.

На самом деле, все законы в специальной теории относительности можно вывести из постоянства скорости света и относительности прямолинейного равномерного движения. Если хотите разобраться глубже, Вам придется учить СТО. Математика у СТО элементарная, но с некоторыми обывательскими концепциями, типа что время везде течет равномерно и один момент повсюду одновременно сменяет другой будет непросто распрощаться.

+10
Ответить

Про наблюдателя в вагоне и Вас забыл добавить, что обе точки зрения и Ваша, и наблюдателя в вагоне правильные. Вы оба - равноправные наблюдатели. Просто одновременность относительна.

+2
Ответить

Для того чтобы в этом разобраться не обязательно идти на факультет физики. Я это все изучил классе в девятом. Можно взять хорошую наполовину популярную книгу, например Дюжина лекций Фейнмана и вникнуть (это где-то среди тех 6 лекций, которые посложнее). С математикой проблем не будет, но просто вникнуть, разобраться и осмыслить довольно-таки большой труд, СТО, на первый взгляд, совсем не интуитивна.

+3
Ответить

Я понимаю, что меня сейчас заминусуют, как и в прошлый раз. Теория относительности вещь не сложная, а уж пример про вагон - вовсе классический, но в чем вопрос-то был: почему считается, что скорость света считается постоянной на основе наблюдений внутренних наблюдателей, при том, что для внешнего наблюдателя это может быть совсем не так? 
Меня смутило вот что: мы наблюдаем мир с помощью света, соответственно все наши наблюдения не могут обойтись без него. И поэтому любой замер скорости света даст нам постоянную её скорость.  Что если Эйнштейн и иже с ними, в своих формулах рассчитали не замедление времени, а замедление скорости света? 

Ну и второй вопрос, это уже из теории: если свет переносит энергию, то оказываясь в черной дыре, количество энергии растет, света становится больше, он накапливается и... уплотняется под действием гравитации, тк не вылетает из зоны действия черной дыры. Получается, что свет должен имеет массу, которая настолько мала, что мы не можем её взвесить, тк не можем выделить одну единицу света.

+2
Ответить

Если вы про вагон, то для любого наблюдателя скорость света постоянна, это не значит что нельзя двигаться на свет. Если два фотона летят на встречу друг другу, скорость их сближения таки 600000 км/с и это ничему не противоречит. Всякие хитрые преобразования пространства и времени, сложения скоростей и прочее происходят при смене систем отсчета. Или я не очень понял Ваш вопрос. Что такое внешний наблюдатель?

Почему же? Вот берем две вышки, ставим их на расстоянии 1 км, на второй ставим зеркало. Стреляем лучиком в зеркало и меряем время задержки. Расстояние на время дает скорость света. Если мы между вышками закачаем гелий или воду, получим совсем другую скорость света, а именно те 300000 км/с деленные на коэффициент преломления, свет в среде идет медленнее за счет поглощения и переизлучения его молекулами среды. В реальности же абсолютность значения скорости света установили с помощью интерферометра Майкельсона, но я думаю, вы знаете что это.

К тому же замедление времени наблюдается как есть. Разогнанные элементарные частицы дольше распадаются. Время на спутниках GPS идет быстрее на 40 мкс в день или типа того (там сумма двух эффектов, замедления за счет вращения и гравитационного замедления наших часов).

В центре черной дыры сидит сингулярность, по сути мы не знаем что, потому что там искривление пространства такое, что должны быть существенными квантовые эффекты, а квантовую гравитацию мы не знаем. Свет, как и все остальное, неизбежно туда падает и массу черной дыры увеличивает.

Теперь что касается массы. Под массой в физике в силу ряда причин сейчас понимают одну вещь - массу покоя. У частицы, скажем, есть полная энергия, есть импульс, они связаны соотношением E^2-p^2*c^2=m^2*c^4, m - масса покоя. При низких скоростях и при высоких с некоторыми оговорками она выступает как мера инерции, как тело будет ускоряться при данной приложенной силе. Фотон и так движется со скоростью света, его ускорить или замедлить нельзя. Со скоростью масса покоя не меняется, у фотонов она нуль. Она связана с энергией покоя через известную формулу. Давайте возьмем коробок с зеркальными стенками, засунем туда много фотонов, они там будут летать-отражаться. Масса коробка увеличится на энергию фотонов поделить на скорость света. Натурально, если вы захотите толкнуть такой коробок, сделать это будет сложнее. На микроуровне это будет выглядеть как то, что коробки будут подталкивать фотоны и передавать им часть импульса, можно провести аналогии с эффектом Доплера.  И последнее, гравитирует не масса покоя, а энергия-импульс. Свет гравитирует. Можно теоретически сделать черную дыру из света. Физикам такое решение уравнений ОТО знакомо как Vaidya spacetime.

0
Ответить

*вместо коробки будут подталкивать - стенки коробка будут подталкивать фотоны и передавать им часть импульса и энергии, фотоны будут "синеть", менять частоту

0
Ответить

Очень интересный факт, что скорость света для всех одинаковая... а это как-то связано с наблюдателем в квантовой физике? Прошу прощения за, возможно, глупый вопрос, я гуманитарий! 

И, если вдруг изобретут гипердвижок, то получается разгоняясь до скорости света, сам свет будет обретать в два раза большую скорость (по отношению к наблюдателю)?

+1
Ответить

Не, мне это не было известно) Я вообще гуманитарий в этом плане, с физикой не дружный)))

0
Ответить

Нет, с квантовой физикой это никак не связано. Это две совершенно разные теории. Квантовая механика совершенно прекрасно строится на классической ньютоновской, а специальная теория относительности прекрасно живет без квантов. Хотя из слияния квантовой механики и специальной теории относительности следуют некоторые совершенно необычные выводы. Например, так называемая связь спина и статистики. Что электроны удовлетворяют прицнипу запрета Паули, а фотоны, например, нет.

+1
Ответить

Я отвечал на это тут выше, второй комментарий. Если будет сверхсветовое движение, будет гораздо больше проблем, теория расползется. В частности, если в нашей системе отсчета какое-то движение сверхсветовое, то всегда найдется такой наблюдатель, для которого это движение будет идти назад во времени. Хотя есть варианты сверхсветового движения за счет искривления пространства, которые таких проблем избегают, самый известный - сфера Алькубьерре. Но все равно найти материю, которая так искривит пространство, что то начнет проталкивать со сверхсветовой скоростью скорее всего невозможно.

+1
Ответить

Вы вынесли мне мозг

+2
Ответить
Прокомментировать

Советую посмотреть видео, которое широко раскрывает эту и другие темы, да еще и рассказано на доступном для обывателей языке. 

И раз the q требует от меня больше слов для ответа...Я люблю готовить американские панкейки на завтрак. Они очень вкусные;з

https://www.youtube.com/embed/Pqpa8P3wJcg?wmode=opaque

17
0
Прокомментировать

Мы видим объекты только потому, что свет отражается от них и попадает в наш глаз (извиняюсь за довольно грубую формулировку). Предположим, что мы находимся в звёздной системе Центавра (она как раз в четырех световых годах от солнечной) и решили посмотреть на Землю в достаточно мощный оптический телескоп Но мы увидим не Землю, а ее изображение, которое сформировал тот самый свет, отразившийся от нее 4 года назад и все это время летящий к нам со скоростью 300000 км/с. Этот свет будет передавать информацию четырёхлетней давности.

3
0
Прокомментировать

Этот ответ написан и доступен на

Этот ответ написан и доступен на Яндекс Кью

Надо начинать с понятия "Разрешающая способность". Чем мощнее телескоп - тем меньше разрешающая способность, т.е. тем крупнее будет минимальный объект, который будет способен отобразить этот телескоп. Поэтому мы с Земли не видим лунаходы. Но чем круче телескоп, тем меньше на него должно влиять расстояние. Придумаем самый идеальный телескоп будущего - на запутанных фотонах. Расстояние вообще не имеет значение для такого телескопа, но и пропадает та самая фишка - мы увидим в нем реальность. Вот и получается - чем круче телескоп, тем меньше прошлого в нем можно увидить. А чем хуже телескоп - тем больше прошлого, но меньше можем рассмотреть. Вроде и парадокс, а вроде и вполне очередная защита от путешествия во времени.

2
-1
Прокомментировать

А четыре световых года это сколько километров И один земной век сколько световых часов?

Боюсь ничего тогда еще не было такого светового на Земле, чтобы это можно было осознанно понять.

0
-6
Прокомментировать
Ответить
Читайте также на Яндекс.Кью
Читайте также на Яндекс.Кью